Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch
Lời mở đầu
Trong những năm gần đây, ở nước ta công cuộc xây dựng Công Nghiệp hóa & Tự
Động hóa phát triển rất mạnh kéo theo tất cả các ngành công nghiệp khác phát triển
theo.Trong các nghành công nghiệp đó thì công nghiệp Xây Dựng nhất là xây dựng cơ sở
hạ tầng đã và đang phát triển rất mạnh mẽ.Bê tông là một trong những vật liệu rất quan
trọng trong công nghiệp xây dựng vì thế công nghệ sản xuất bê tông cũng phải phát triển
để theo kip sự phát triển của CN xây dưng.
Với sự ra đời của các thiết bị điều khiển hiện đại và sự phát triển vượt bậc của ngành
tự động hóa thì dây chuyền sản xuất bê tông thương phẩm đã được tự động hoàn toàn từ
công đoạn cân, trộn, cấp liệu, đến khi thành bê tông thương phẩm.
Được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo Th.s Nguyễn Thanh Lịch, với đề
tài: Xây dựng mô hình hệ thống điều khiển quá trình sản xuất bê tông thương
phẩm ,em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này với hai phần chính
Phần I: Tìm hiểu công nghệ sản xuất bê tông thương phẩm.
Phần II: Tự động hóa dây chuyền sản xuất bằng PLC S7-200 của hãng Siemens.
Tuy nhiên, do trình độ thực tế còn nhiều hạn chế, thời gian thực tập còn ngắn nên đồ
án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót.Em rất mong được sự góp ý của thầy cô
và các bạn trong lớp LT_ Tự động hóa k3.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội ngày … tháng … năm 2011
Sinh viên thực tập Lưu Đức Duy
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch

Mục Lục

2.3.3. Cảm biến vị trí 33
Chương III:Giới Thiệu Chung Về PLC Và PLC-S7-200 Của Hãng Siemens
3.1 Giới Thiệu Về PLC và Ứng Dụng Của PLC
3.1.1. Khái niệm chung 34
3.1.2. Bộ nhớ PLC: gồm 3 vùng chính 35
3.1.3. Vòng quét chương trình 36
3.2. Các khái niệm cơ bản về PLC S7-200: 37
3.3. Tổng quan về họ PLC S7-200 của hãng Siemens:
37
CHƯƠNG IV:Lưu Đồ Thuật Toán Và Chương Trình Điều Khiển Công Nghệ Trộn
Bê Tông Thương Phẩm
4.1.Các phương án chọn thiết bị PLC để điều khiển dây chuyền sản xuất 39
4.2.Lưu đồ thuật toán của trạm trộn bê tông 41
4.2.1Chương trình chính 41
4.2.2.Chương trình trộn:
4.2.3.Chương trình dừng hệ thống: 46
4.2.4 Chương trình xử lý sự cố: 46
4.3.Bảng tín hiệu Input và Output của trạm trộn 47
4.4.Chương trình điều khiển 49
4.5.Giao diện giám sát bằng Protool 59
Kết luận 60
Tài liệu tham khảo 61

SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
3
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch
CHƯƠNG I
Giới Thiệu Tổng Quan Về Công Ty TNHH Xuân Long Và Công Nghệ Sản
Xuất Bê Tông Thương Phẩm Trạm Trộn Ngõ 183 Hoàng Văn Thái
1.1. Giới Thiệu Tổng Quan Về Công Ty TNHH Xuân Long

1.1.4. Năng lực thiết bị và .
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
5
GIÁM ĐỐC
PHÓ GIÁM ĐÔC
Cụm trạm trộn
BTTP số 1
( Khu đô thị Mễ
Lao – Hà Đông
Cụm trạm trộn
BTTP số 2
( Ngõ số 183
Hoàng Văn Thái)
Cụm trạm trộn
BTTP số 1
( Khu đô thị Bắc
QL32 – TT Trôi)
Phòng kinh doanh
Phòng Kế hoạch Phòng quản lý
thiết bị cơ giới
Phòng kế toán
tổng hợp
BỘ PHẬN KẾ HOẠCH
BỘ PHẬN THỊ
TRƯỜNG
TRẠM TRƯỞNG
TRẠM PHÓ KỸ
THUẬT
TRẠM PHÓ KINH
DOANH

15. Sữa chữa ô tô 04

Bảng nguồn nhân lực của công ty TNHH Xuân Long
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
6
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch
1.2.Công Nghệ Sản Xuất Bê Tông thương Phẩm Của Trạm Trộn Ngõ 183 Hoàng Văn
Thái.
1.2.1. Giới thiệu chung
Bê tông là vật liệu đá nhân tạo, nhân tạo bằng cách đổ khuôn và làm rắn chắc
một khối hỗn hợp, hợp lý bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu(cát, sỏi, xi măng hay đá
dăm) và phụ gia. Thành phần hỗn hợp bê tông phải đảm bảo sao cho sau một thời gian thì
phải rắn chắc và đạt được những tính chất cho trước như là: cường độ, độ chống thấm …
Hỗn hợp nguyên liệu mới được nhào trộn với nhau thì hình thành lên hỗn hợp bê
tông hay còn gọi là bê tông tươi. sau khi cứng rắn thi được gọi là bê tông. Trong bê tông
cốt liệu đóng vai trò là bộ khung chịu lực. Hồ chất kết dính bao bọc xung quanh hạt cốt
liệu, chúng là chất bôi trơn, đồng thời lấp đày khoảng trống và liên kết giữa các hạt cốt
liệu. Sau khi cứng rắn, hồ chất kết dính gắn kết các hạt cốt liệu thành một khối tương đối
đồng nhất và được gọi là bê tông.
Bê tông có những ưu điểm như: cường độ chịu lực cao, có thể chế tạo ra các loại
bê tông có cường độ, hình dáng và tính chất khác nhau. Giá thành rẻ, khá bền vững và ổn
định đối với mưa nắng, nhiệt độ, độ ẩm.
1.2.2. Các phương pháp trộn bê tông
Hiện nay trong điều kiện kinh tế, điều kiện sản xuất ở Việt Nam thì có rất nhiều
phương pháp trộn bê tông.
- Với quy mô nhỏ có thể trộn bằng tay, trộn bằng máy trộn nhỏ có dung tích
thùng trộn nhỏ hơn hoặc bằng 1000 lít.
- Với quy mô trung bình, trộn bê tông cho công trình nhà dân, các công trình nhỏ
khác có thể dùng máy trộn di động với thùng trộn nhỏ hơn 4000 lít.
- Với quy mô lớn, sử dụng cho việc xây dựng cầu, đường, các nhà cao ốc, nhà

1.2.2.3. Trộn bê tông bằng trạm cưỡng bức.
Phương pháp này cho ta bê tông rất đều, kiểm soát được mác bê tông và giá thành
trộn bê tông trên một đơn vị thể tích là ít nhất.
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
8
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch
Cát, đá, sỏi, xi măng và nước cấp vào thùng trộn cưỡng bức đều dùng máy, việc cân đo
thì ding cân điện tử. Khi trộn dùng phương pháp trộn cưỡng bức nghĩa là khi vật liệu đổ
vào thùng trộn, thùng trộn đứng im, cánh trộn quay cưỡng bức đảo đều vật liệu trong
thùng trộn. Khi trộn xong bê tông được đổ vào ôtô chuyên dụng trở đến công trường.
- Ưu điểm: Ngoài những ưu điểm nêu trên, trộn bê tông bằng trạm trộn cho ta
năng suất rất cao, cần ít người vận hành.
- Nhược điểm: Chỉ thích hợp cho sản xuất lớn, cần nhiều diện tích mặt bằng, hệ
thống máy phức tạp, cần người kỹ sư có hiểu biết khi sửa chữa, vận hành hệ
thống.
1.2.3. Tổng quan về trạm trộn bê tông tự động
1.2.3.1. Khái niệm và chức năng của trạm trộn bê tông.
Trạm trộn bê tông được chế tạo nhằm sản xuất ra bê tông với chất lượng tốt và đáp
ứng nhanh nhu cầu về bê tông trong xây dựng. Trạm trộn bê tông là hệ thống máy móc có
mức độ tự động hoá cao thường được sử dụng phục vụ cho các công trình vừa và lớn hay
cho một khu vực có nhiều công trình đang xây dựng. Trước đây khi khoa học kĩ thuật
chưa phát triển, máy móc còn nhiều lạc hậu thì việc có được một khối lượng bê tông lớn,
chất lượng cao là điều rất khó khăn. Chính vì vậy để thiết kế những dây chuyền bê tông tự
động là điều cần thiết cho mỗi công trường cũng như ngành xây dựng trong nước.
Vật liệu sau khi định lượng được đưa vào trộn đều. Trong trường hợp kết hợp sản
xuất bê tông và vữa xây dựng trong một dây chuyền thì có thể giảm được 32% diện tích
mặt bằng, từ 30% - 50% công nhân, từ 8% - 19% vôn đầu tư thiết bị. Một nhà máy bê
tông và vữa liên hiệp có hiệu quả cao khi lượng bê tông và vữa cung cấp không quá
300.000 m
2

được bê tông theo đúng mác yêu cầu ta phải đảm bảo độ chính xác về tỷ lệ các thành phần
xi măng, nước, cát và phụ gia.
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
10
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch
Việc định lượng vật liệu trước đây dùng cơ khí, hiện tại thường được thực hiện chủ yếu
trên các cân băng tải hay các cân có bộ cảm biến trọng lượng Load Cell.
• Hoạt động của máy nén khí
Máy nén khí dùng để cấp khí nén điều khiển các cửa đóng mở cân, cấp đá, cát, xi măng,
nước, phụ gia và xả bê tông. Máy nén khí dùng điện 3 pha tự động ổn định áp lực thông
qua rơ le, tự động ngắt, tự động bảo vệ.
• Hoạt động của máy bơm nước
Máy bơm hoạt động ở chế độ tự động, được bơm lên bể chứa, hệ thống điều khiển là cảm
biến mức.
Máy bơm là loại máy thuỷ lực dùng để hút và đẩy chất lỏng từ nơi này đến nơi khác.
Chất lỏng dịch chuyển trong đường ống và thắng hiệu áp suất chất lỏng ở đầu đường ống
để thắng trở lực trên đường ống và thắng hiệu áp suất ở 2 đầu đường ống. Năng lượng
bơm cấp chất lỏng lấy từ động cơ điện hoặc từ các nguồn động lực khác.
• Thùng skip
Thùng skip là thiết bị vận tải liên tục dùng để chuyên chở hàng dạng hạt, cục theo phương
mặt phẳng nghiêng .Động cơ kéo thùng skip là loại động cơ không đồng bộ ba pha roto
lồng sóc có đảo chiều.
b. Phân loại máy trộn
Căn cứ theo phương pháp trộn được chia thành 2 nhóm: Nhóm máy trộn tự do và
nhóm máy trộn cưỡng bức.
• Nhóm máy trộn tự do:
Các cánh trộn được gắn trực tiếp vào thùng trộn, khi thùng trộn quay các cánh trộn sẽ
quay tự theo và nâng một phần cốt nhiên liệu lên cao, sau đó để chúng rơi tự do xuống
phía dưới thùng và được trộn đều với nhau thành hỗn hợp bê tông. Loại máy này có cấu
tạo đơn giản, tiêu hóa năng lượng ít nhưng thời gian trộn lâu và chất lượng hỗn hợp bê

các cánh trộn có hướng thích hợp nên vừa trộn vừa chuyển dịch về phía xả, được dùng để
sản xuất bê tông và vữa xây dựng có năng suất trộn từ 5 m
3
/h - 60 m
3
/h. Thường các loại
máy này được tổ hợp trong các trạm trộn vì ở đó yêu cầu lượng bê tông và vữa lớn, số
mác hạn chế.
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
12
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch
• Máy trộn cưỡng bức làm việc theo chu kỳ: Quá trình làm việc của máy diễn ra
theo trình tự : Nạp nguyên liệu, trộn rồi xả bê tông. Loại này dùng để sản xuất bê
tông theo thời gian trộn nhanh, chất lượng cao. Thời gian hoàn thành một mẻ trộn
không quá 90s. Các máy này có dung tích nạp liệu từ 250 lít – 600 lít, thích hợp
cho các trạm trộn riêng lẻ, phục vụ nhiều loại công trình khác nhau.
Trong thực tế khi nhu cầu trộn bê tông lớn hơn 900m
3
– 1500m
3
/tháng thì phải thành
lập trạm trộn bê tông trong nhà máy hay phân xưởng.
Căn cứ vào phương pháp đổ bê tông xi măng ra khỏi thùng thì có 3 loại:
- Loại đổ bê tông bằng cách lật nghiêng thùng
- Loại đổ bê tông qua đáy thùng (chỉ có ở loại máy trộn cưỡng bức)
- Loại đổ bê tông bằng cách thùng quay ngược lại
1.2.3.3. Phân loại trạm trộn:
Dựa theo năng suất của trạm người ta có thể phân loại các trạm thành 3 loại trạm
như sau:
- Trạm bê tông năng suất nhỏ (10 – 30) m

Trạm này phục vụ rất thuận lợi những nơi có diện tích thi công rộng lớn, các công
trình lớn và thi công trong một thời gian dài. Thiết bị công nghệ của trạm thường được bố
trí dạng hai hay nhiều công đoạn, nghĩa là vật liệu được đưa lên cao nhờ các thiết bị ít
nhất 2 lần. Thường trong giai đoạn này thì phần định lượng và phần trộn là riêng nhau,
mà được nối với nhau bằng thiết bị vận chuyển (gầu vận chuyển, băng tải xe, xe vận
chuyển).
Vật liệu được đưa lên cao lần đầu nhờ máy xúc, gầu xúc, băng chuyền ….vào các
phễu riêng biệt sau đó là quá trình định lượng. Tiếp theo vật được đưa lên cao lần nữa để
cho vào máy trộn. Cũng như dạng trên, trong dây chuyền có thể lắp bất cứ loại máy trộn
nào miễn là đảm bảo mối tương quan về năng suất và chế độ làm việc của các thiết bị
khác. Cửa xả phải cao hơn cửa nhận bê tông của thiết bị vận chuyển (nếu tháp cao hơn thì
phải đưa lên cao một lần nữa).
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
14
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch
1.2.4.Hình ảnh và thông số của trạm trộn bê tông công ty TNHH Xuân Long
1.2.4.1 Sơ đồ mô hình trạm trộn bê tông
Hình1.1.Mô hình trạm trộn bê tông
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
15
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch
1.2.4.2. Sơ đồ công nghệ của trạm trộn bê tông Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ của trạm bê tông
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
16
Nạp liệu, trộn bê tông, lưu số
liệu
Nạp số liệu vào máy tính vận

được mở ra, bê tông được xả vào xe chuyên dụng. Sau thời gian xả khoảng 10s thì cửa xả
bê tông được đóng lại. Như vậy là kết thúc một mẻ trộn.
Để chuẩn bị cho mẻ trộn tiếp theo thì trong quá trình trộn bê tông và sau khi xả
nguyên liệu: cát, đá, nước, xi măng và phụ gia tiếp tục được vận chuyển lên thùng cân
nghĩa là:
Khi mẻ trộn chưa bằng số mẻ đặt thì sau khi xả cốt liệu và xi măng xong thì sẽ tiếp
tục quay lại cân cốt nguyên liệu và xi măng. Khi xả nước và phụ gia xong thì cũng tự
động quay lại thực hiện cân nước và phụ gia. Khi cân đủ thì dừng lại chờ mẻ tiếp theo.
Khi số mẻ trộn bằng với số mẻ đặt thì dừng hết quá trình lại
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
17
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch
Ta có thể chia một chu kỳ làm việc của máy thành các giai đoạn sau:
- Giai đoạn cấp liệu
- Giai đoạn trộn
Cả hai giai đoạn nay cùng tiến hành song song trong cùng một khoảng thời gian .
1.2.4.3. Các phương pháp điều khiển
1.2.4.3.1. Chế độ điều khiển tự động.
Ở chế độ điều khiển tự động người vận hành chỉ cần nhấn nút Start trên bàn điều
khiển. Động cơ trộn bê tông cho chạy ở chế độ không tải. Máy sẽ tự động cân đo các khối
lượng nguyên vật liệu, ở đây thực hiện phương pháp cân riêng lẻ.
Mở van xả cát, cát được xả xuống thùng cân. Khi cân xong thì van xả thùng cân
cát mở ra lúc nay thùng skip ở vị trí van xả, cát được vận chuyển lên thùng trộn.Trong
quá trình thùng skip đi lên đổ tải thì đá 1 được cân chờ thùng skip quay trở về .Trong
khoảng thời gian 30s thùng skip quay trở về ,van xả thùng cân đá 1 mở ra đổ vào thùng
skip. Đá 1 được vận chuyển lên thùng trộn.Quá trình cân đá 2 được thực hiên tương tự
như quá trình cân đá 1.
Trong quá trình cân cốt liệu đồng thời cân luôn xi măng, nước và phụ gia. Xi măng từ xi lô
chứa đưa vào thùng cân nhờ vít tải, khi khối lượng xi măng bằng khối lượng đặt thì dừng
động cơ vít tải. Nước, phụ gia được bơm lên đưa vào thùng cân cho đến khi bằng khối

SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
19
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch
1.2.4.4.Sơ đồ cung cấp điện của trạm trộn
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
20
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch
Hình 1.5: Sơ đồ mạch lực cho động cơ vít tải xi măng, động cơ trộn,
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
21
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch

Hình1.6: Sơ đồ mạch lực cho động cơ bơm nước, khí nén và phụ gia
Nguyên lý mạch điều khiển động cơ đấu sao - tam giác đối với động cơ trộn, động cơ vít
tải xi măng và động cơ kéo thùng skip nuw sau :
Ở chế độ điều khiển tự động hoặc điều khiển bằng tay, muốn động cơ trộn khởi
động sao – tam giác ta phải cấp điện cho công tắc tơ K1.Khi công tắc tơ K1 có điện, các
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
22
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thanh Lịch
tiếp điểm K1 đóng lại cấp điện cho công tắc tơ K2.Khi công tắc tơ K2 có điện, các tiếp
điểm K2 đóng lại cấp điện cho rơ le thời gian 1Rth đồng thời cuộn dây stato của động cơ
được đấu sao (động cơ khởi động Y).Sau khoảng thời gian khởi động sao đặt trước, các
tiếp điểm thường đóng mở chậm mở ra, ngắt công tắc tơ K2 ra khỏi nguồn điện đồng thời
tiếp điểm thường mở đóng chậm đóng lại cấp điện cho công tắc tơ K1, cuộn dây stato của
động cơ đấu . Động cơ làm việc đấu .
Hình 1.7.Mạch điều khiển đổi nối sao / tam giác
Nguyên lý đảo chiều của động cơ kéo thùng skip :
SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k3
23