NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH TRẠM TRỘN BÊ TÔNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC KẾT HỢP WINCC

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH TRẠM
TRỘN BÊ TÔNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC KẾT HỢP
WINCC

Họ và tên sinh viên: VĂN ĐÌNH BẢO VƯƠNG
TRẦN XUÂN SANG
Ngành: CƠ ĐIỆN TỬ
Niên khóa: 2006-2010

Tháng 7 /2010


MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING
NONG LAM UNIVERSITY



FINAL YEAR PROJECT

INRESEARCHING, DESIGNING, MANUFACTURING
AUTOMATIC CONRETE BATCHING CONTROLLED BY
PLC AND WINCC

Done by: VĂN ĐÌNH BẢO VƯƠNG
TRẦN XUÂN SANG

Majorty: MECHATRONICS ENGINEERING
School years: 2006-2010

july /2010.


NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG
TRẠM TRỘN BÊ TÔNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC
KẾT HỢP WINCC

Tác giả

VĂN ĐÌNH BẢO VƯƠNG
TRẦN XUÂN SANG

Khoá luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
Cấp bằng kỹ sư ngành Cơ Điện Tử

Giáo viên hướng dẫn:
Thạc sĩ: Nguyễn Lê Tường.

Tháng 7/2010.

i


LỜI CẢM TẠ
Trong suốt thời gian học tại Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí
Minh, nhờ sự giúp đỡ tận tình của quí thầy cô về mọi mặt nên đề tài tốt nghiệp này
đã được hoàn thành.

Nhóm sinh viên thực hiện xin gửi lời lòng biết ơn chân thành đến Bộ môn
Cơ Điện Tử, cùng quí thầy, cô trong Khoa Cơ Khí - Công Nghệ đã dìu dắt và
giảng dạy những kiến thức cơ bản cũng như chuyên môn làm cơ sở để nhóm sinh
viên thực hiện có thể hoàn thành tốt Đồ Án này.
Đặc biệt, trong quá trình thực hiện đồ án này, nhóm sinh viên đã nhận được
sự giúp đỡ, động viên, hướng dẫn tận tình của giảng viên Thạc Sĩ Nguyễn Lê
Tường. Xin gửi tới Cô lời cảm ơn chân thành! Đồng thời nhóm sinh viên cũng gửi
lời cảm ơn chân thành đến ban lãnh đạo, nhân viên Phân Viện Máy Công Nghiệp
Sài Gòn, đã tận tình giúp đỡ nhóm sinh viên trong quá trình thực hiện đồ án này .
Ngoài ra nhóm sinh viên cũng chân thành cảm ơn bạn bè đã đóng góp ý
kiến để nhóm có thể hoàn thiện đề tài này!
Nhóm sinh viên thực hiện:
Văn Đình Bảo Vương
Trần Xuân Sang

ii


TÓM TẮT
1. Tên Đề Tài:

“NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH
TRẠM TRỘN BÊ TÔNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC
KẾT HỢP WINCC”
2. Thời gian và địa điểm thực hiện:
+ Thời gian: từ ngày 10 / 04 đến ngày 15/07 năm 2010.
+ Địa điểm: Tại Phân Viện Máy Công Nghiệp Sài Gòn và phòng thực tập
Bộ môn Cơ Điện Tử, Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM.
3. Mục đích:
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo trạm trộn bê tông điều khiển PLC kết hợp WinCC.

4. Nội dung:
Đề tài thực hiện với những nội dung sau:
+ Nghiên cứu, thiết kế, tính toán xây dựng mô hình trạm trộn cho phù hợp
với đề tài tốt nghiệp.
+ Viết chương trình điều khiển hệ thống bằng PLC.
+ Giám sát, điều khiển hệ thống bằng WinCC.

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ.........................................................................................................ii
TÓM TẮT.............................................................................................................iii
MỤC LỤC.............................................................................................................iv
DANH SÁCH CÁC BẢNG..................................................................................vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH.................................................................................viii
Chương 1 MỞ ĐẦU...............................................................................................1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài...................................................................................1
1.2 Mục tiêu đề tài..................................................................................................2
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài........................................................2
Chương 2 TỔNG QUAN........................................................................................3
2.1 Đối tượng nghiên cứu......................................................................................3
2.2 Tồng quan về trạm trộn bê tông......................................................................3
2.2.1 Khái niệm chung về bê tông..........................................................................4
2.2.2 Các thành phần cấu tạo bê tông...................................................................5
2.2.3 Tỷ lệ pha trộn các thành phần trong bê tông...............................................6
2.3 Khảo sát trạm trộn bê tông tự động 60m3/h....................................................7
2.3.1 Mô hình trạm trộn bê tông tự động 60m3/h..................................................9
2.3.2 Sơ đồ khối của trạm....................................................................................11
2.3.3 Nguyên lý hoạt động của trạm trộn............................................................11

2.3.4 Giới thiệu một số linh kiện sử dụng trong trạm.........................................11
2.4 Động cơ DC....................................................................................................15
2.4.1 Nguyên lý hoạt động của động cơ...............................................................15
2.4.2 Cơ chế sinh lực quay của động cơ điện một chiều ....................................17
2.5 Tổng quan về PLC........................................................................................18
2.5.1 Đặc điểm của điều khiển logic khả trình của PLC....................................18
2.5.2 Thành phần bộ điều khiển logic khả trình PLC........................................19
2.5.3 Bộ nhớ plc gồm 3 vùng chính.....................................................................20
2.5.4 Vòng quét chương trình..............................................................................21
2.5.5 Cấu trúc chương trình................................................................................22
2.5.6 Các vùng nhớ trong S7200.........................................................................24
iv


2.6 Modul mở rộng analog (modul EM235)........................................................25
2.7 Tổng quan về PC access.................................................................................25
2.8 Tổng quan về Win CC...................................................................................26
2.8.1 Giới thiệu chung về win cc..........................................................................26
2.8.2 Chức năng của trung tâm điều khiển (control center)...............................26
2.8.3 Cấu trúc.......................................................................................................27
2.8.4 Soạn thảo (Editor)......................................................................................27
2.8.5 Các thành phần của dự án (Project) trong Control Center.......................28
2.9 Tồng quan Loadcell.......................................................................................30
2.9.1 Cấu tạo loadcell...........................................................................................30
2.9.2 Nguyên lý hoạt động loadcell .....................................................................31
2.9.3 Loadcell tương tự và Loadcell số................................................................33
Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................35
3.1 Nội dung nghiên cứu.....................................................................................35
3.2 Phương pháp nghiên cứu..............................................................................35
3.3 PLC s7-200.....................................................................................................35

3.3.1Giới thiệu về PLC S7-200 (CPU 222)..........................................................35
3.3.2 Soạn thảo chương trình điều khiển trên PLC s7-200................................36
3.3.3 Mô phỏng chương trình PLC.....................................................................37
3.3.4 Giao tiếp giữa PLC và máy tính..................................................................38
3.5 Giao tiếp trong WinCC..................................................................................44
3.6 Động cơ DC....................................................................................................45
3.7 Loadcell..........................................................................................................46
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..............................................................48
4.1 Sơ đồ khối.......................................................................................................48
4.2 Khảo sát mô hình...........................................................................................49
4.2.1 Sơ đồ khối....................................................................................................49
4.2.2 Khảo sát mô hình trạm trộn.......................................................................50
4.2.3 Mô hình thực tế..........................................................................................50
4.2.4 Kết nối mô hình với thiết bị điều khiển.....................................................51
4.2.5 Lưu đồ giải thuật.........................................................................................52
v


4.2.5 Lưu đồ giải thuật.........................................................................................53
4.2.6 Nguyên lý hoạt động của mô hình..............................................................56
4.2.7 Sơ đồ kết nối dây điều khiển.......................................................................58
4.3 Mạch thực hiện đảo chiều quay động cơ......................................................59
4.5 Giao diện điều khiển WinCC.........................................................................60
4.10 Kết quả khảo nghiệm sơ bộ..........................................................................63
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.................................................................65
5.1 Kết Luận.........................................................................................................65
5.2 Đề nghị :.........................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................67
PHỤ LỤC.............................................................................................................68

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Xi măng P400, đá dăm 10*20, cát vàng tính cho 1m3 bê tông........6
Bảng 2.2: Xi măng P500, đá dăm 10*20, cát vàng tính cho 1m3 bê tông.........7
Bảng 2.3: Thông số kĩ thuật các loại trạm bê tông.............................................8
Bảng 2.4: Các dây nguồn và tín hiệu trong loadcell.........................................31
Bảng 4.1: kết quả khảo nghiệm mô hình hoạt động..............................................63

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Một số hình ảnh trạm trộn bê tông.......................................................4
Hình 2.2 : Giao diện điều khiển trạm trộn...............................................................9
Hình 2.3: Bảng vẽ bố trí trạm...............................................................................10
Hình 2.4: Bảng vẽ tổng thể trạm...........................................................................10
Hình 2.5: Sơ đồ khối của mô hình.........................................................................11
Hình 2.6: Giao diện màn hình TP200....................................................................12
Hình 2.7: Cấu tạo của động cơ ba phase...............................................................14
Hình 2.8: Cách đấu động cơ ba phase hình sao.....................................................14
Hình 2.9: Cách đấu động cơ ba phase hình tam giác ............................................15
Hình 2.10: Nguyên lý hoạt động...........................................................................16
Hình 2.11: Cơ chế sinh lực của động cơ................................................................17
Hình 2.12: Mô hình PLC S7200...........................................................................19
Hình 2.13: Các phần tử cơ bản trong lập trình ladder............................................23
Hình 2.14: Phương pháp lập trình dạng LAD.......................................................23
Hình 2.15: Phương pháp lập trình dạng STL........................................................24
Hình 2.16: Phương pháp lập trình dạng................................................................24

Hình 2.17: Giới hạn vùng nhớ trong PLC s7200...................................................25
Hình 2.18: Cấu trúc loadcell số.............................................................................31
Hình 2.19 : Nguyên lý hoạt động loadcell.............................................................32
Hình 2.20: Một số hình ảnh loadcell.....................................................................32
Hình 2.21: Sơ đồ kết nối loadcell tương tự...........................................................33
Hình 2.22: Sơ đồ kết nối loadcell số.....................................................................34
Hình 3.1: giao diện soạn thảo chương trình..........................................................37
Hình 3.2: Cửa sổ chương trình mô phỏng.............................................................38
Hình 3.3: Chọn cổng giao tiếp..............................................................................39
Hình 3.4: Chọn địa chỉ PLC..................................................................................39
Hình 3.5: Download và Upload dữ liệu................................................................40
Hình 3.6: Chọn PLC giao tiếp...............................................................................40
viii


Hình 3.7: Giao diện lập trình PC cacess................................................................40
Hình 3.8: các tag liên kết trong PC access............................................................44
Hình 3.9: Tạo dự án mẫu trong WinCC................................................................45
Hình 3.10: Kết nối Driver trong WinCC...............................................................45
Hình 3.11: Động cơ DC........................................................................................46
Hình 4.1 : Sơ đồ khối mô hình..............................................................................48
Hình 4.2: Sơ đồ khối mô hình...............................................................................49
Hình 4.3: Hình vẽ 3D tổng thể trạm trộn..............................................................50
Hình 4.4: Mô hình thực tế.....................................................................................51
Hình 4.5: Mô hình kết nối với thiết bị điều khiển.................................................51
Hình 4.6a: Lưu đồ giải thuật.................................................................................53
Hình 4.6b: Lưu đồ giải thuật.................................................................................54
Hình 4.6c: Lưu đồ giải thuật.................................................................................55
Hình 4.7: Nguyên lý hoạt động của mô hình.........................................................56
Hình 4.8: Sơ đồ nối dây điều khiển.......................................................................58

Hình 4.9: Mạch đảo chiều động cơ.......................................................................59
Hình 4.10: Mạch nguồn dùng để điều khiển động cơ............................................59
Hình 4.11: Giao diện giao tiếp WinCC.................................................................60
Hình 4.12: Giao diện quá trình hoạt động.............................................................60
Hình 4.13: Giao diện hiển thị................................................................................61
Hình 4.13: Giao diện điều khiển...........................................................................62
Hình 4.14: Đồ thị khảo nghiệm.............................................................................64

ix


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài.
Đất nước ta đang trong giai đoạn thực hiện công nghiệp hóa hiện đại hóa đất
nước. Việc ứng dụng Cơ Điện Tử trong nghiên cứu, chế tạo, các sản phẩm khoa học
công nghệ cao tự động góp phần nâng cao mức độ hiện đại của các sản phẩm trên thị
trường trong và ngoài nước. Trong những năm vừa qua, trước những đòi hỏi cấp bách
về sản lượng, chất lượng bê tông xi măng phục vụ cho các công trình phục vụ cho các
công trình trong và ngoài nước.
Trạm trộn bê tông tự động là sản phẩm cơ điện tử có hàm lượng khoa học công
nghệ cao ứng dụng nhiều thành tựu trong các lĩnh vực khác nhau: Cơ khí -Điện tử Thủy lực – Công nghệ thông tin…
Việc thực hiện đề tài này là điều kiện tốt để tiếp xúc làm quen với những thiết
bị điều khiển tự động hiện đại, với các linh kiện dùng trong công nghiệp cũng như làm
quen dần với môi trường làm việc hiện đại… Khi đang ngồi trên ghế nhà trường, việc
tìm hiểu nghiên cứu để nắm vững những vấn đề tự động hóa có ý nghĩa quan trọng, vì
đây chính là điều kiện tốt nhất để học hỏi cũng tích lũy kinh nghiệm và là hành trang
kiến thức vào đời cần thiết.
Xuất phát từ những nguyên nhân và những đòi hỏi bức thiết trên, được sự đồng
ý của khoa Cơ Khí – Công Nghệ, bộ môn Cơ Điện Tử dưới sự hướng dẫn tận tình của

Cô Thạc Sĩ Nguyễn Lê Tường, nhóm sinh viên chọn đề tài:
“Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo trạm trộn bê tông điều khiển bằng PLC kết
hợp WinCC”.
Do kiến thức và thời gian còn hạn chế nên không thiếu khỏi những thiếu sót,
nhóm sinh viên xin được tiếp thu những ý kiến nhận xét quý giá của quý thầy, cô và
các bạn. Nhóm sinh viên xin chân thành cảm ơn!

`

1


1.2 Mục tiêu đề tài.
Mục tiêu đề tài là nghiên cứu, thiết kế, chế tạo trạm trộn bê tông điều khiển
bằng PLC kết hợp WinCC. Xây dựng mô hình trạm trộn, viết chương trình điều khiển
bằng PLC s7200, thiết kế giao diện điều khiển trên WinCC phù hợp với một đề tài tốt
nghiệp. Đồng thời tiếp cận với các sản phẩm tự động trong công nghiệp.
+ Khảo sát một số trạm trộn ngoài thực tế.
+ Tìm hiểu một số linh kiện trong công nghiệp.
+ Tìm hiểu về PLC s7200 và viết chương trình điều khiển.
+ Tìm hiểu về WinCC, thiết kế giao diện và cách liên kết với s7200.
+ Điều khiển mô hình trạm trộn với khối lượng 2kg trên 1 mẻ.
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
Thiết kế mô hình phù hợp với mục đích nghiên cứu đồng thời giúp cho việc
giảng dạy, thực tập cho sinh viên trên ghế nhà trường.

`

2

Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Đối tượng nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là tìm hiều trạm trộn bê tông tự động ngoài
thực tế, các thiết bị dùng để xây dựng một trạm trộn tự động. Đồng thời nghiên cứu để
xây dựng mô hình cho phù hợp với mục tiêu đề tài đã đưa ra.
2.2 Tồng quan về trạm trộn bê tông.
Trong lĩnh vực xây dựng bê tông là một trong những nguyên liệu vô cùng quan
trọng, chất lượng của bê tông có thể đánh giá chất lượng của toàn bộ công trình. Trên
thực tế có rất nhiều công trình đòi hỏi độ chính xác của bê tông rất cao như các công
trình thủy điện, các tòa nhà cao tầng … Do đó việc xác định khối lượng từng nguyên
liệu có trong thành phần bê tông cũng chính là việc xác định chất lượng của nó. Vì tính
cấp thiết của nó trong những năm vừa qua việc ứng dụng Cơ Điện Tử trong chế tạo
nhằm tạo ra những sản phẩm hiện đại giá cả cạnh tranh trên thị trường trong và ngoài
nước.
Trong một hệ thống trộn bê tông thực tế có rất nhiều yếu tố đầu vào lẫn đầu ra
cần phải xác định, đó là:
Xác định ứng dụng của bê tông. Với những công trình xây dựng khác nhau cần
có những loại bê tông khác nhau để thích ứng với môi trường xung quanh. Do đó bê
tông sẽ có những loại khác nhau tùy thuộc vào mục đích sữ dụng.
Xác định mác bê tông cũng như tỉ lệ pha trộn các thành phần:
+ Xác định loại xi măng.
+ Xác định thành phần cát, đá.
+ Xác định tỉ lệ nước.
Vì vậy để điều khiển một hệ thống trộn thực tế cần phải kết hợp nhiều vấn đề từ
cơ khí, kỹ thuật xây dựng đến điều khiển tự động.

`

3


2.2.1 Khái niệm chung về bê tông.
Bê tông là hỗn hợp được tạo thành từ cát, đá, xi măng, nước và các chất phụ gia
khác. Trong đó cát, đá chiếm 80% - 85%; xi măng chiếm 8%- 15%, còn lại là khối
lượng của nước, phụ gia và một số chất khác … Có nhiều loại bê tông tùy thuộc vào
thành phần cát, đá, xi măng, nước. Mỗi thành phần cát, đá, xi, nước khác nhau sẽ tạo
ra nhiều loại bê tông khác nhau.

`

4


Hình 2.1: Một số hình ảnh trạm trộn bê tông.

`

5


2.2.2 Các thành phần cấu tạo bê tông.
a. Xi măng.
Việc lựa chọn xi măng là đặc biệt quan trọng trong việc thiết kế bê tông. Có
nhiều loại mác xi măng khác nhau, xi măng có mác càng cao thì độ dính càng tốt, tuy
nhiên giá thành xi măng cũng tăng theo mác của nó. Vì vậy khi thiết kế bê tông cần
phải đảm bảo yêu cầu kĩ thuật, vừa đảm bảo yêu cầu kinh tế.
b. Cát.
Cát dùng chế tạo bê tông có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo. Kích thước

hạt cát từ 0,4 – 5mm. Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, thành phần tạp
chất, thành phần hạt ... Trong thành phần của bê tông cát chiếm khoảng 29%.
c.

Đá.
Đá có nhiều loại tùy thuộc vào kích cỡ của đá. Do đó tùy thuộc vào mác của bê

tông mà ta chọn cỡ đá cho phù hợp. Trong thành phần bê tông đá chiếm khoảng 52%.
d. Nước.
Nước dùng để chế tạo bê tông là nước có đủ phẩm chất để không ảnh hưởng
xấu đến thời gian dính kết của bê tông và không ăn mòn sắt thép.
e. Phụ gia.
Phụ gia được sử dụng có dạng bột, thường có 2 loại:
+ Loại phụ gia hoạt động bề mặt.
Loại phụ gia này mặc dù được sữ dụng một lượng nhỏ nhưng có khả năng cải
thiện đáng kể tính chất của hỗn hợp bê tông và tăng cường nhiều tính chất khác của bê
tông.
+

Loại phụ gia rắn nhanh.

Loại phụ gia rắn nhanh có khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc của bê tông
trong điều kiện tự nhiên, cũng như nâng cao cường độ bê tông.
Hiện nay trong công nghệ bê tông người ta còn sữ dụng phụ gia đa chức năng
như: colloid silica, copolyme hoặc nanosilica. Việc sử dụng các phụ trên không chỉ
làm cho cường độ của bê tông có tính năng siêu cao có thể tăng gấp vài chục lần mà
còn nhiều tính chất khác như độ chảy và bám dính…

`

6


2.2.3Tỷ lệ pha trộn các thành phần trong bê tông.
Khi nói đến mác bê tông là nói đến khả năng chịu nén của mẫu bê tông. Đó là
một mẫu bê tông hình lập phương có kích thước 150mm*150mm*150mm, sau thời
gian 28 ngày sau khi kết dính chúng được đưa vào máy nén để đo áp suất nén phá huỷ
mẫu, qua đó xác định cường độ chịu nén của mẫu bê tông, đơn vị tính bằng Mpa
(N/mm2) hoặc daN/cm2 (kg/cm2).
Trong kết cấu xây dựng bê tông chịu được nhiều tác động khác nhau: chịu nén,
uốn, kéo, trợt. Trong đó chịu nén là ưu tiên lớn nhất của bê tông. Do đó, người ta
thường thấy cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê tông,
gọi là mác bê tông .
Mác bê tông được phân loại từ 100; 150; 200; 250; 300; 400; 500; 600. Ngày
nay người ta có thể chế tạo mẫu bê tông có cường độ rất cao lên tới 1000kg/cm 2. Ở
một số quốc gia khác nhau quy định kích thước mẫu có thể khác nhau.
Cách xác định mác bê tông.
Bê tông C15 chính là C15 = 10N/mm 2. Vì 1N/mm2 = 1Mpa nên 10N/mm2 =
10Mpa, vậy nên bê tông C15 = 10N/mm2 có cấp độ bền B7,5 = 9,63 Mpa tương đương
mác 100. Các loại khác ta cũng tính tương tự.
Bảng 2.1: Xi măng P400, đá dăm 10*20, cát vàng tính cho 1m3 bê tông.

Bảng 2.2: Xi măng P500, đá dăm 10*20, cát vàng tính cho 1m3 bê tông.
`

7


Từ bảng thành phần bê tông này, ta có thể tính toán giá trị khối lượng của cát,
đá, xi măng, nước, cho từng mẻ trộn. Sau đó lấy các giá trị này lập một thành phần tỉ lệ

tương ứng rồi điều khiển.
2.3 Khảo sát trạm trộn bê tông tự động 60m3/h.
Thực tế hiện nay có rất nhiều trạm trộn có rất nhiều trạm bê tông có năng suất
khác nhau 60m3/h; 90m3/h; 120m3/h… Trạm trộn bê tông tự động với công suất 60m3/h
được nhóm sinh viên khảo sát tại phân viên máy công nghiệp Sài Gòn. Trạm được
thiết kế cho những công trình vừa và nhỏ.

`

8


Thông số kĩ thuật các loại trạm bê tông.
Bảng 2.3: Thông số kĩ thuật các loại trạm bê tông.

`

9


2.3.1 Mô hình trạm trộn bê tông tự động 60m3/h.

Hình 2.2 : Giao diện điều khiển trạm trộn.
Giao diện được các kĩ sư thiết kế trên phần mềm Visual Basic kết hợp điều
khiển với PLC và hiển thị trên màn hình TP177.

`

10

Hình 2.3: Bảng vẽ bố trí trạm.

Hình 2.4: Bảng vẽ tổng thể trạm.

`

11


2.3.2

Sơ đồ khối của trạm.

Phễu cát

Hệ thống cân cát
Gàu tải

Phễu đá

Hệ thống cân cát

Phễu xi

Hệ thống cân xi
Cối trộn

Phễu nước

Hệ thống cân
nước
Xả ra ngoài
Hình 2.5: Sơ đồ khối của mô hình.

2.3.3 Nguyên lý hoạt động của trạm trộn.
Cát, đá từ phễu chứa sau khi qua hệ thống cân định lượng loadcell được đưa
vào gàu tải. Ở đây gàu tải chúng ta có 3 cử hành trình, ở cử hành trình 1 sau khi xác
định khối lượng cát, đá đúng qui định gàu tải di chuyển đến cử hành trình 2. Tại đây
hệ thống kiểm tra xem bồn trộn đã sẵn sàng trộn hay chưa, nếu đã sẵn sàng cho phép
xi và nước xà vào cối trộn và gàu tải tiếp tục di chuyển đến cử hành trình 3 cho cát, đá
vào cối trộn. Nếu khối lượng đã đủ sau khi trộn cối trộn xả ra ngoài nếu chưa đủ khối
lượng qui định hệ thống lại thực hiện chu trình mới cho tới khi khối lượng đạt được
yêu cầu.
2.3.4 Giới thiệu một số linh kiện sử dụng trong trạm.
a. Màn hình TP200.
Màn hình TP200 là thiết bị dùng để giám sát điều khiển các quá trình hoạt động
của trạm. Màn hình được liên kết với PLC qua chương trình PC access. Khi màn hình
hoạt động ta có thể điều khiển và giám sát tất cả các hoạt động của trạm trộn cũng như
thay đổi các thông số cần thiết.

`

12


Màn hình theo giám sát cân
Mẻ định mức …

Mẻ hiển thị …

Trạng thái cân

Khối lượng cân

Cân Cát

0

EMPTY

200KG

Cân Đá

0

FULL

500KG

Cân Nước

0

PAUSE

50KG

Cân Xi

0

COARSE

100KG

Cân Phụ Gia

0

EMPTY

10LIT

THÔNG
SỐ

CHẠY

Màn hình điều khiển trạm trộn thực tế

Hình 2.6: Giao diện màn hình TP200.
+ Nút chạy là nút cho phép ở chế độ chạy hay dừng, khi hệ thống đang chạy tự
động mà ấn nút này thì sẽ chuyển sang chế độ dừng.
+ Nút Thông Số là nút để vào đặt thông số cho hệ thống trạm trộn.
+ Mẻ định mức hiển thị số mẻ định mức mà ta muốn trộn.
+ Mẻ hiển thị cho ta biết số mẻ đang cân ngay tại thời điểm cân trên màn hình.
+ Trạng thái cân bao gồm:
FULL là trạng thái đầy của các cân.

EMPTY là trạng thái rỗng cân (Trước khi chạy hệ thống cần đảm bảo rằng tất
cả các cân đều ở trạng thái này).
PAUSE là trạng thái ổn định cân khi cân đủ các thành phần.
COARSE là trạng thái cân các thành phần của các cân.
+Khối lượng cân là khối lượng hiển thị hiện thời của các cân.

`

13


b. Gàu tải.
Gàu tải là một loại máy vận chuyển liên tục, chuyên dùng để vận chuyển các
vật liệu dạng rời và các dạng cục như đất, sỏi, đá dăm … Gàu tải có thể vận chuyển
theo phương đứng hay phương ngiêng đến góc 550 - 750 so với phương ngang. Có thể
thiết kế tính toán gàu tải như sau, tuỳ theo đặc tính vật liệu vận chuyển người ta lựa
chọn kiểu gàu tải và tốc độ chuyển động các vật kéo.
Năng suất gàu tải được tính toán theo công thức:
Q = 3,6.io.ψ.γ.v/a (T/giờ)

(2.1)

Trong đó:
io: dung tích gàu (lít).
a: bước gàu(m), a = (2,5 3,0).h với loại gàu đặt cách nhau, h là chiều cao của
gàu.
v: vận tốc của bộ phận kéo (m/s).
γ: tỉ trọng của vật liệu.
ψ: hệ số điền đầy trung bình .
Dung tích phân bố theo chiều dài của gàu:

io/a = Q/(3,6 v. ψ. γ ) (l/m)

(2.2)

Với vật liệu dạng cục thì tầm với A của gàu sẽ được kiểm tra theo kích thước cục lớn
nhất.

αmax: A  m.αmax

(2.3)

Với hệ số m = 4,25 4,75. Khi vật liệu chứa 50 100% các cục có kích thước αmax, và
m=2 2,5 khi vật liệu chứa10 25% các cục có kích thước αmax..
Lực cản xúc liệu phụ thuộc loại liệu, tốc độ di chuyển của gàu, trị số khoảng cách giữa
các gàu, trị số khe hở giữa gàu và thành máng…
c. Tìm hiểu về động cơ ba pha.
Động cơ 3 phase có cấu tạo đơn giản và đặc tính tốt hơn động cơ một phase.
Việc truyền tải điện năng bằng mạch điện 3 phase cũng tiết kiệm dây dẫn hơn việc
truyền tải điên năng bằng dòng điện một phase. Mạch điện 3 phase bao gồm: nguồn
điện 3 phase, đường dây truyền tải và phụ tải. Để tạo ra nguồn điện 3 phase ta dùng
máy phát điện đồng bộ 3 phase. Cấu tạo động cơ 3 phase như sau:
+ Phần tĩnh (stator) gồm lõi thép có xẻ rãnh, trong các rãnh 3 dây quấn AX, BY,
CZ, có cùng số vòng dây và lệch nhau một góc 2/3 trong không gian. Một dây quấn
`

14