Mục lục

ĐỀ TÀI
Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
nhà máy gạch COTTO GIẾNG ĐÁY-
VIGLACERA Hạ Long
1
Giáo viên hướng dẫn : T.s Nguyễn Mạnh Tiến
Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Hướng

Mục lục
MỤC LỤC
MỤC LỤC 2
LỜI NÓI ĐẦU 1
Chương 1 2
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY VIGLACERA HẠ LONG 2
1.1.Lịch sử hình thành và phát của triển công ty 2
1.2. Tìm hiểu công nghệ đất sét nung 4
1.2.1 Mô tả quá trình sản xuất 6
1.2.1 Mô tả quá trình sản xuất 6
1.2.3. Tìm hiểu công nghệ dây truyền tự động 7
1.3. Đặc điểm công nghệ và yêu cầu đối với hệ truyền động 11
1.3.1. Loại phụ tải 11
1.3.2.Yêu cầu về khởi động và hãm 12
Chương 2 13
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐÔNG BỘ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ 13
2.1. Đặc tính động cơ không đồng bộ 13
2.1.1.Phương trình và dạng đặc tính cơ 13
2.1.2. Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng phương pháp xung điện trở 14
2.1.3. Hệ điều chỉnh điện áp động cơ 17
2.1.4.Phương pháp điều chỉnh bằng tần số 18

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53
Lời nói đầu
LỜI NÓI ĐẦU
Đối với một Quốc gia nói chung và nước ta nói riêng thì những ngành đóng vai trò
then chốt của nền kinh tế là: Điện, than, dầu khí Công nghiệp tự động hóa góp phần
thúc đẩy quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, xây dựng cơ sở hạ tầng phục
vụ dân sinh.
Để nâng cao chất lượng sản phẩm, số lượng sản phẩm cũng như hỗ trợ cho con
người những công việc phức tạp, ngành tự động hoá đã ra đời và mang lại hiệu quả rất
cao đáp ứng hoàn toàn những yêu cầu đó của con người.
Tự động hoá là một lĩnh vực đã được hình thành và phát triển rộng lớn trên phạm
vi toàn thế giới, nó đem lại một phần không nhỏ cho việc tạo ra các sản phẩm có chất
lượng và độ phức tạp cao phục vụ nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống. Ở nước ta, lĩnh vực
tự động hoá đã được Đảng và Nhà nước quan tâm và đấu tư rất lớn, cùng với các lĩnh vực
công nghiệp chuyển dịch nền kinh tế theo định hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất
nước.
Với thời gian và kiến thức có hạn chắc hẳn trong đồ án của em không tránh được
những sai sót, em rất mong các thầy giáo và các cô giúp đỡ và chỉ dẫn thêm để đồ án của
em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong trường cũng như viện điện nói
chung và các thầy, các cô trong bộ môn tự động hoá nói riêng đã giúp đỡ em nhiều kiến
thức trong những năm qua và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo T.s Nguyễn
Mạnh Tiến trong thời gian em làm tốt nghiệp đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Hà nội ngày 04 tháng 11 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Phạm Văn Hướng
1
Chương 1: Tổng quan về công ty Viglacera Hạ Long
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY VIGLACERA HẠ LONG

triệu viên QTC /năm tại Nhà máy Gạch Hoành Bồ. Cuối tháng 12 năm 2004, Nhà máy
khánh thành và chính thức đi vào hoạt động.
Doanh thu năm 2007 đạt gần 500 tỷ đồng, trong đó xuất khẩu đạt trên 2 triệu USD,
lợi nhuận 31 tỷ đồng và nộp ngân sách nhà nước gần 30 tỷ đồng, tăng trưởng hơn 10 lần
so với năm 2001.
Với những thành tựu đã đạt được, Công ty đã được Nhà nước tặng thưởng nhiều
Huân chương, Cờ thi đua xuất sắc dẫn đầu phong trào của ngành và của Tỉnh Quảng
Ninh, nhiều năm liên tục là Doanh nghiệp sản xuất giỏi, nhiều cán bộ, công nhân kỹ thuật
được nhận danh hiệu Nghệ nhân có bàn tay Vàng.
Ngày 24/3/2008 đã trở thành mốc khó quên đối với trên 3000 CBCNV Công ty Cổ
phần Viglacera Hạ Long bởi sự kiện có ý nghĩa hết sức đặt biệt: Chủ tịch nước Cộng hòa
Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam đã ký Quyết định phong tặng Danh hiệu cao quý Anh hùng
lao động thời kỳ đổi mới cho Công ty. Ông Nguyễn Quang Mâu, Tổng Giám đốc Công ty
đã trịnh trọng đọc nguyên văn Quyết định của Chủ tịch nước.
Nhân dịp đón nhận phần thưởng cao quý này, Công ty tiếp tục phát động nhiều
phong trào thi đua mới trong lao động, sản xuất để giành nhiều thành tích xuất sắc hơn
nữa, xứng đáng với phần thưởng cao quý mà Đảng và Nhà nước trao tặng.
Chức năng, nhiệm vụ
Với bề dày hoạt động trên 30 năm công ty cổ phần Viglacera Hạ Long có chức năng
và nhiệm vụ chính là sản xuất và cung cấp các loại sản phẩm gạch sản phẩm đất sét nung
và gốm xây dựng. Công ty cổ phần Viglacera Hạ Long là đơn vị duy nhất trong cả nước
có sản phẩm là các loại gạch ốp lát cotto độc đáo với màu sắc tự nhiên, chống trơn trượt,
không bị rêu mốc, trong đó có các sản phẩm được thị trường trong và ngoài nước đặc biệt
quan tâm: gạch sản phẩm xây dựng, gạch gốm trang trí và bộ chống sét.
Cùng những bước phát triển hùng hậu, Vigalacera Hạ Long là một trong những
công ty sản xuất, cung cấp vật liệu xây dựng đầu tiên tại Việt Nam áp dụng các công
nghệ và lắp đặt dây truyền sản xuất hiện đại có quy mô lớn từ Italia, Đức… đạt những chỉ
tiêu chất lượng hoàn hảo. Công ty cổ phần Viglacera Hạ Long vẫn không ngừng nâng
cao chất lượng và tính thẩm mỹ của sản phẩm, an toàn với môi trường.
3

Hầm sấy 4 tầng
Máy dỡ tải hầm sấy
Dây chuyền tráng men
Băng tải sắp hàng
Thiết bị nạp tải lò nung
Dàn bù đầu lò nung
Lò nung thanh lăn
Thiết bị dỡ tải lò nung
Phân loại sơ bộ và bốc xếp
sản phẩm
Palét
Bãi chứa sản phẩm
Phânloại chính thức
Đóng gói
Nhập kho
Chương 1: Tổng quan về công ty Viglacera Hạ Long
1.2.1 Mô tả quá trình sản xuất
1.2.1 Mô tả quá trình sản xuất
a) Nguyên liệu thô
Nguyên liệu chính làm nên sản phẩm của công ty VIGLACERA là đất sét và, cát và
một số nguyên liệu phụ gia pha màu. Đất sét được khai thác từ các mỏ tự nhiên và
chuyển về kho chứa trong công ty sau đó được phơi và sấy để giảm độ ẩm trong nguyên
liệu xuống dưới 9, đất sét được cán cho vỡ với kích thước lớn hơn 5cm phục phụ cho quá
trình sản xuất.
Xe xúc lật sẽ lấy từng loại dựa vào khối lượng được ghi trên đơn phối liệu và cấp
vào các phễu nạp liệu riêng biệt sau đó từng loại được cân định lượng chính xác theo đơn
phối liệu bằng hệ thống cân băng, nhờ hệ thống van trích liệu các nguyên liệu đã cân
được rải đều trên băng tải sau đó đi qua thiết bị nam châm tự làm sạch để loại bỏ sắt
trước khi cấp vào máy nghiền búa. Tại máy nghiền búa sơ cấp phối liệu sẽ được nghiền
vỡ cấu trúc ban đầu và tạo sự đồng đều cho phối liệu. Nguyên liệu qua sàng rung các hạt

pháp thủ công, xe nâng vận chuyển sản phẩm ra ngoài khu vực phân loại sản phẩm chính
thức trước khi xuất hàng. Do đặc điểm yêu cầu phân loại sản phẩm có độ đồng đều về
chất lượng rất cao vì vậy Nhà máy sẽ sử dụng phương pháp phân loại thủ công.
1.2.3. Tìm hiểu công nghệ dây truyền tự động
a) Tìm hiểu hệ gia công
Dựa và yêu cầu công nghệ của sản phẩm, đất sét và samot được đưa vào các phễu
và được điều chỉnh tỷ lệ giữa các loại đất sét và samot qua các bài phối liệu. Bằng cách
điều chỉnh tốc độ rung, tốc độ của tay gạt động cơ M3, M5 và M1, xuống các băng tải
định lượng M2, M4, M6. Đưa ra băng tải M7, M8, trên băng tải M9 có nam châm để làm
sạch loại bỏ sắt rồi đưa vào máy nghiền búa M11.
Nguyên liệu sau khi qua máy nghiền M11 được đưa qua gầu nâng M13 và đưa vào
hệ thống sàng rung qua M18 và M14. Nguyên liệu được lọc qua các tầng EB15, EB17,
EB19, EB21 cho các hạt nhỏ nhỏ hơn 0,6mm qua, các hạt không đủ điều kiện sẽ quay trở
về máy nghiền M23 qua băng tải M22. Các hạt nhỏ hơn 0,6mm được M25, M26 đưa đến
gầu nâng M27 và chuyển vào các silô và đếm định lượng, khi đủ lượng sẽ được các tay
gạt YV và băng tải đảo chiều M28 chuyển vào silô khác chuẩn bị đưa vào khâu tiếp theo.
b) Tìm hiểu hệ thống cân băng định lượng
Trong quy trình sản xuất, để đáp ứng được công nghệ theo đúng yêu cầu thì hệ
thống cân băng định lượng là rất quan trọng. Quyết định đến chất lượng, độ bền, mẫu mã
sản phẩm. Do yêu cầu công nghệ nên hệ thống cân băng gồm 3 cân băng sẽ ổn định dòng
liệu theo tỷ lệ của bài phối liệu, ví dụ như sau:
Để tạo mầu đỏ lợt:
7
Chương 1: Tổng quan về công ty Viglacera Hạ Long
- Samot 26%
- Đất sét Giếng đáy 37%
- Đất sét Đông triều 37%
Tổng là 16tấn/giờ.
Như vậy tốc độ liệu của Samot là 4,6tấn/giờ, của 2 loại đất sét là 5,92tấn/giờ mỗi
loại và phải ổn định tốc độ liệu.


M2
M5
M3
M1
M6
M4
M7
Hỡnh 1.3. S h thng phi liu
Trong ni dung ca ti ny chỳng em nghiờn cu h thng cõn bng nh lng
M3,M4 trong khõu phi liu
băng tải
máng gạt
con lăn
loadcell
encoder
động cơ băng tải
Nạp liệu
động cơ tay rung

Hỡnh 1.4 B trớ thit b trờn bng ti cõn bng nh lng
H truyn ng cõn bng nh lng gm cú:
+ ng c - ng c to rung mỏng gt liu
9
Chương 1: Tổng quan về công ty Viglacera Hạ Long
+ Động cơ kéo băng tải
+ Cơ cấu tạo rung
+ Khâu đo tốc độ (encoder)
+ Hộp số
+ Puli chủ động


vm
vm
Q 6,3
1000
3600
==
[ tấn/h ] (1-2)
trong đó:
m : khối lượng tải theo chiều dài [kg/m ]
v : tốc độ di chuyển của băng [m/s]
Khối lượng của băng tải theo chiều dài được tính theo công thức:
m = Sγ.10
3
(1-3)
trong đó:
γ : khối lượng riêng của vật liệu [ tấn/m3 ]
S : tiết diện cắt ngang của vật liệu trên băng [ m2 ]
Khi chúng ta muốn băng tải chạy với lượng Q đăt nào đó thì vận tốc của băng tải V
bằng hằng số và khi Q thực tế không bằng Q đặt thì m sẻ thay đổi cho đến Q thực tế
bằng Q đặt ,muốn thay đổi m thì ta điều chỉnh tốc độ của động cơ rung
1.3. Đặc điểm công nghệ và yêu cầu đối với hệ truyền động
1.3.1. Loại phụ tải
Đặc tính cơ của máy sản xuất thường có dạng
( )
α





Chương 2
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐÔNG BỘ VÀ PHƯƠNG PHÁP
ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ
2.1. Đặc tính động cơ không đồng bộ
2.1.1.Phương trình và dạng đặc tính cơ
Phương trình dạng đặc tính cơ có dạng:








++








+
=
)(**
*3
'
21
2

: điện kháng tản stato và roto quy đổi về stato

pf /2
11
πω
=
: tốc độ từ trường quay hoặc tốc độ đồng bộ
1
1
s
ω ω
ω
−
=
: độ trượt (2-2)
Đường đặc tính cơ có điểm cực trị với độ trượt tới hạn:
22
1
2
'
n
th
XR
R
s
+
±=
với X
n
= X

thth
sa
s
s
s
s
saM
M
.2
).1(2
++
+
=
(2-5)
Trong đó: a=R
1
/R
’

2
Chương 2. Động cơ không đồng bộ và phương pháp điều khiển tần số
Dạng đặc tính cơ đầy đủ của động cơ không đồng bộ

Hình 2.1. Dạng đặc tính cơ đầy đủ của động cơ không đồng bộ
Với động cơ công suất lớn có thể coi R
1
=0, phương trình đặc tính cơ có dạng đơn
giản hơn:
s
s

Trong công nghiệp thường sử dụng bốn hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ
KĐB :
- Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động cơ dùng bộ biến đổi Tiristo ;
- Điều chỉnh điện trở rotor bằng bộ biến đổi xung Tiristo;
- Điều chỉnh công suât trượt P
s
;
- Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ bằng các bộ biến đổi tần số Tiristo
hay Tranzito;
2.1.2. Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng phương pháp xung điện trở
Động cơ KĐB có thể điều chỉnh tốc độ KĐB bằng cách điều chỉnh điện trở mạch
rôto, trong mục này chúng khảo sát việc thực hiện điều chỉnh trơn điện trở mạch rôto
ω=0
M
thĐ
s
thF
M
thF
s
thĐ
s=1
ω
1
Chương 2. Động cơ không đồng bộ và phương pháp điều khiển tần số
bằng các van bán dẫn, ưu thế của phương pháp này là dễ tự động hoá việc điều chỉnh .
Điện trở trong mạch rôto động cơ KĐB R
r
= R
rd

(2-10)
Nếu giữ dòng điện rôto không đổi thì mômen cũng không đổi và phụ thuộc vào
tốc độ động cơ .
i
s
rd
R
I
r
M
×
×
=⇒
ω
2
3
Hình 2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp xung điện trở
t
L
d
R
0
Đ
T
R
td
t
đ
t
n

R
0
T
td
R
0
tntd
td
R
0
ρ
==
+
=
R
e
t
t
t
0,5R
0,25R
0,75R
R
0
t
đ
t
n
Re
Chương 2. Động cơ không đồng bộ và phương pháp điều khiển tần số

1f








+






+ω
=
(2-13)
Như vậy, ở một tần số nhất định, mômen của động cơ KĐB tỷ lệ với bình phương
điện áp đặt vào stato. Do đó, ta có thể điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách điều
chỉnh điện áp stato trong khi giữ nguyên tần số. Để thực hiện được điều này người ta
dùng các bộ biến đổi điện áp xoay chiều (ĐAXC).

Hình 2.4. Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp điều áp xoay chiều
Chương 2. Động cơ không đồng bộ và phương pháp điều khiển tần số
Thực tế, hầu hết các động cơ KĐB có tốc độ trượt tới hạn (ứng với đặc tính cơ tự
nhiên) nhỏ, khi dùng điều chỉnh tốc độ sẽ bị hạn chế vì dải điều chỉnh hẹp. Ngoài ra, khi
giảm áp, mô-men động cơ còn bị giảm nhanh theo bình phương điện áp. Vì lý do này mà
phương pháp này ít được dùng cho động cơ KĐB roto lồng sóc mà thường kết hợp với

độ động cơ xoay chiều nói chung và động cơ KĐB nói riêng. Trước hết chúng ta ứng
dụng cho các thiết bị cần thay đổi tốc độ nhiều động cơ cùng một lúc như các truyền
động của nhóm máy dệt, băng tải, bánh lăn phương pháp này còn được ứng dụng cho
cả các thiết bị đơn lẻ nhất là những cơ cấu có yêu cầu tốc tốc độ cao như máy ly tâm ,
Chương 2. Động cơ không đồng bộ và phương pháp điều khiển tần số
máy mài . Đặc biệt là hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách biến đổi nguồn cung
cấp sử dụng cho động cơ KĐB rôto lồng sóc sẽ có kết cấu đơn giản vững chắc giá thành
hạ có thể làm việc trong nhiều môi trường
Nhược điểm cơ bản của hệ thống này là mạch điều khiển rất phức tạp
Đối với hệ thống này động cơ không nhận điện từ lưới chung mà từ một bộ biến
tần. Bộ biến tần này có khả năng biến đổi tần số và điện áp ra một cách độc lập với nhau .
Trong phần này đề cập đến hai nội dung : Nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB
bằng cách biến đổi tần số và các loại biến tần dùng trong hệ truyền động biến tần - động
cơ KĐB
2.2.Nguyên lý điều khiển tần số
2.2.1.Nguyên lý
Nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách biến đổi tần số f
i
của điện áp
stato được rút ra từ biểu thức xác định động cơ KĐB
ω
s
= 2.π.fs/p (2-16)
Vậy sức điện động của dây quấn stato của động cơ tỷ lệ với tần số ra và từ thông
E
s
= K.φ.fs (2-17)
2 2
0Us Is Us Es C fs
R X

hiện trong hệ kín . Khi đó nhờ các mạch hồi
tiếp điện áp ứng với một tần cho trước nào đó
sẽ biến đổi theo phụ tải
Yêu cầu chính đối với đặc tính của
truyền động điều chỉnh tần số đảm bảo độ
cứng đặc tính cơ và khả năng quá tải trong
toàn bộ dải điều chỉnh tần số và phụ tải ngoài
ra còn có thể có vài yêu cầu về điều chỉnh tối
ưu trong chế độ tĩnh .
2.2.2.Luật điều khiển tần số
Momen tới hạn động cơ không đồng bộ được tính theo:
(
)
22
111
2
1
2
3
n
th
XRR
U
M
+±
±
=
ω
(2-19)
Nếu bỏ qua điện trở stato (R

thđh
f
th
M
M
M
M
M
==
λ
(2-21)
Từ đó rút ra quan hệ:
1
1
1 1
đm
đm thđm
U
U M
M
ω ω
=
(2-22)
Với q=0: M
c
=M
c đm
; thang máy, cơ cấu nâng cần trục, cơ cấu ăn dao MCGKL
Chương 2. Động cơ không đồng bộ và phương pháp điều khiển tần số
Ta có :

(2-24)
Với q=2: M
c
≡ω
2

; máy bơm ly tâm, quạt gió:

const
Mf
U
f
U
đmđm
dm
==
1
1
2
1
1
(2-25)
Trong thực tế luật điều chỉnh (U
1
/f
1
) = hằng số được sử dụng rộng rãi , do đơn giản
, dễ thực hiện. Ta sẽ phân tích đặc tính momen động cơ khi điều chỉnh tần số theo luật
(U
1



=
22
2
1
1
1
1
2
1
1
4
4
3
n
th
L
f
R
f
R
p
f
U
M
π
π
(2-26)
Tỉ số

giảm. vì vậy trong các sơ đồ
thực tế , luật điều khiển tần số (U
1
/f
1
) hằng số được điều chỉnh với việc tăng điện áp ở
vùng tần số thấp
2.2.3. Phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM)
Để tạo ra điện áp xoay chiều bằng phương pháp SPWM, ta sử dụng một tín hiệu
xung tam giác .Nếu đem xung điều khiển này cấp cho bộ nghich lưu một pha, thì ở ngõ ra
sẽ thu được dạng xung điện áp mà thành phần điều hòa cơ bản có tần số bằng tần số tín
Chương 2. Động cơ không đồng bộ và phương pháp điều khiển tần số
hiệu điều khiển v
c
và biên độ phụ thuộc vào nguồn điện một chiều cấp cho bộ nghịch lưu
và tỷ số giữa biên độ sóng sin mẫu và biên độ sóng mang. Tần số sóng mang lớn hơn rất
nhiều tần số tín hiệu điều khiển
Phương pháp điều chế độ rộng xung 3 pha:
Hình 2.6. Sơ đồ nghịch lưu áp ba pha
Nguyên lý điều chế và dạng sóng như sau: