BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRẦN VĂN KHÔI THIẾT KẾ CẢI TIẾN HỆ THỐNG
ĐÓNG BAO XI MĂNG

Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy
Mã số: 60.52.04 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2011 Công trình ñược hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS. ĐINH MINH DIỆM
khiển khác nhau,… Vì vậy rất phụ thuộc vào hãng sản xuất. Việc cải
tạo nâng cấp các dây chuyền thiết bị thế hệ cũ và nghiên cứu thiết kế
các thiết bị và hệ thống ñiều khiển tự ñộng chế tạo sản xuất trong
nước là thật sự cần thiết cho các doanh nghiệp sản xuất .
Hiện nay tại Công ty Cổ phần Xi măng Hải Vân tồn tại 2 dây
chuyền ñóng bao:
+ Dây chuyền 1: thế hệ cũ, hệ thống cân cơ, hệ thống ñiều
khiển nạp liệu ñơn giản. Vì vậy năng suất thấp, ñộ chính xác không
cao.

Hình 1. Packing Machine N
0
1
2

+ Dây chuyền 2: thế hệ mới, hệ thống cân ñiện tử, hệ thống
ñiều khiển nạp liệu tự ñộng bằng vi xử lý. Tuy nhiên ñộ ổn ñịnh của
hệ thống không cao nên năng suất không ñạt, tuổi thọ của hệ thống
thấp, vận hành phức tạp sửa chữa khó khăn,vật tư thay thế giá thành
ñắt, thời gian nhập khẩu lâu và phải mua ñúng của hãng Haver
Boeker. Vì vậy ảnh hưởng rất nhiều ñến sản xuất.

- Nghiên cứu thiết kế quy trình làm việc của máy ñóng bao,
nghiên cứu các phần tử ñiều khiển và các cơ cấu chấp hành.
- Nghiên cứu thiết kế hệ thống ñiều khiển cho các cơ cấu
chấp hành
- Nghiên cứu hệ thống cân ñiện tử.
- Giải quyết việc nối ghép tương thích giữa các thiết bị liên
quan: Động cơ ñiện, các cảm biến khối lượng, van ñiều khiển, ñầu
cân bằng phương pháp ñiều khiển Logic.
- Thực nghiệm lắp ráp, hiệu chỉnh và thử nghiệm trên máy
ñóng bao tại Công ty Cổ phần Xi măng Hải Vân.
4. Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu thực tế các hệ thống ñóng bao xi măng .
- Tổng hợp nghiên cứu lý thuyết về hệ thống ñiều khiển tự
ñộng.
- Kiểm chứng trên máy ñóng bao tại Công ty Cổ phần Xi
măng Hải Vân .
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
- Tăng năng suất máy, ổn ñịnh chất lượng sản phẩm và giảm
chi phí sửa chữa bảo dưỡng và vật tư dự phòng cho Công ty.
- Đề tài sẽ góp phần vào sự phát triển trong lĩnh vực ñiều
khiển tự ñộng bằng PLC cho các thiết bị trong dây chuyền sản xuất
nói chung và ñiều khiển máy ñóng gói nói riêng.
4

6. Cấu trúc của luận văn : Luận văn gồm các phần như sau.
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN ĐÓNG BAO XI
MĂNG
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHO ĐỀ TÀI
Chương 3. THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN CÂN
VÀ ĐÓNG GÓI


Hình 1.1Đóng gói vật liệu khốiHình 1.2 Đóng gói vật liệu lỏng

Hình 1.3 Đóng góivật liệu rời

Hình 1.4
Đ
ịnh l
ư
ợng giá
n ño
ạnHình 1.5 Định lượng liên tục
Hình 1.10 Công
ño
ạn
ñóng bao

7

Máy ñóng bao ñược sản xuất năm 1993, máy gồm có 4 vòi ñứng,
ñịnh lượng bằng hệ cân cơ. Kết luận:
Trên cơ sở thiết bị ñóng gói hiện nay và hiện trạng máy ñóng
bao xi măng của Công ty ta có thể nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ
thống ñiều khiển nạp liệu và cân cho máy ñóng bao thay thế cho máy
ñóng bao dây chuyền 2 và có thể cải tạo máy ñóng bao dây chuyền 1
từ hệ cân cơ sang cân ñiện tử.

b)Hệ thống khí nén
Khí ñược cấp cho pittong kẹp giữ bao, pittong quét bao, thối
bao xi măng, hướng dòng liệu, pittong van 3 vị trí, pittong ñẩy bao.
1
2
8
3
7
6
5
4
stt
tªn phô tïng
Đ.v.t
S.l
1
Xylanh ba vÞ trÝ

c)Phễu cấp liệu
d)Cơ cấu nạp liệu vào bao


MEC là một hệ thống kết hợp cân và ñiều khiển, hổ trợ tất cả
các chức năng của một vòi nạp liệu. Mỗi một vòi nạp liệu của máy
ñóng bao ñược trang bị một cân MEC, cân MEC sẽ tự ñộng ñiều
khiển tất cả chức năng của vòi nạp liệu.

Hình 2.7 Load cell treo

Hình 2.9 V
ị trí các cảm biến
Hình 2.8 Cơ cấu ñỡ
và h
ất bao

11

Cân MEC ñược thiết kế theo các modul card.
Khi công tắc áp suất ñược tác ñộng, ñộng cơ của turbin cấp
liệu sẽ ñược delay một khoảng thời gian, bao sẽ ñược khí thổi phồng
lên và van 3 vị trí mở hoàn toàn thì quá trình nạp liệu bắt ñầu. Nếu
khi nạp liệu khối lượng liệu không tăng lên ( có thể do bao bị rách vỡ
hoặc do tắc liệu, ) thì quá trình nạp liệu sẽ dừng lại.
Quá trình cấp liệu cho bao ñược thực hiện qua 2 giai ñoạn:
Giai ñoạn nạp thô ( Van 3 vị trí mở hoàn toàn ) và giai ñoạn nạp tinh
( van 3 vị trí ñóng không hoàn toàn ). Tùy thuộc vào ñộ mịn của liệu,
sai số cho phép của khối lượng bao, năng suất , thì ta có thể thay ñổi
khối lượng liệu nạp trong giai ñoạn nạp thô ( cài ñặt tham số khối
lượng nạp thô ) hoặc thay ñổi tốc ñộ liệu ở giai ñoạn nạp tinh bằng

Pittong kẹp giữ bao

Khí thổi phồng bao
Nạp liệu vào bao
Khí thổi sạch vòi
Kết thúc nạp và pittong hồi về
13

cách thay ñổi góc mở của của van 3 vị trí ( ñiều chỉnh hành trình của

Đầu cân AD

Hiển thị số

Bộ phận truyền,

nhận số liệu

PLC

hoặc
VĐK

Điều khiển trực tiếp

các
cuộn dây solenoid, relay
coil

Đóng mở piston khí nén (
ñi
ều khiển các van, kẹp bao),
ñ
ộng c
ơ c
ấp liệu

15

Các LED chỉ trạng thái

của các ñầu vào ra
Cổng truyền thông
Lỗ ñể gắn lên
giá ñỡ
J
ắc cắm mô
ñun
m
ở rộng

Chiết áp tương tự
Chốt kẹp ñể lắp CPU
lên ray DIN

Khe cắm cho:
- Mô ñun nhớ
- Mô ñun pin
- Mô ñun ñồng
h
ồ


3.1.2 TD 200 ( Giao diện giữa người và máy )
Thiết bị TD 200 ( S7-200 Text Display Devices ) cho phép
người vận hành hay người sử dụng có thể tương tác với ứng dụng
hoặc hiển thị các thông báo,…TD 200 là thiết bị giao diện giữa người
16

và máy do hãng Siemen sản xuất tương thích với S7-200, phù hợp
cho môi trường công nghiệp và giá thành thấp.

3.1.3 Thiết bị chỉ thị khối lượng
Thiết bị chỉ thị khối lượng (ñầu
hiển thị trọng lượng cân) có nhiều loại
do nhiều hãng sản xuất khác nhau.
Trong hệ thống ñiều khiển này ta chọn
Chỉ thị khối lượng KH3B-V của hãng

20
21 3.4 SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
3.4.1 Máy ñóng bao quay ( Chế ñộ làm việc bình thường)

Bắt ñầu

Khởi ñộng máy(máy quay)

N


3.4.2 Máy ñóng bao ñứng yên (Chế ñộ kiểm tra)
Động cơ turbin cấp liệu hoạt ñộng

Kiểm tra khối
lư
ợng
bao

Đóng van 3 vị trí, nạp tinh

Kiểm tra khối
lư
ợng
bao

ợc hất ra b
ăng t
ải

Ki
ểm tra khối
lư
ợng bao

Nh
ả bao tại
v
ị trí bao lỗi

Reset b
ộ
ñ
ếm

K
ết thúc

23



Kẹp bao

T

Ki
ểm tra có bao

Cấp khí vào bao,Mở van 3 vị trí
F

Pittong xy lanh
k
ẹp bao hồi về

T

F

Động cơ turbin cấp liệu hoạt ñộng
Đóng van 3 vị trí, nạp tinh

Tiếp tục nạp
T

F
Tiếp tục nạp

Dừng nạp liệu, ñóng van 3 vị trí
Reset bộ ñếm

xưởng 2 của Công ty sẽ tiếp tục nghiên cứu phát triển ñề tài ñể cải
tạo máy ñóng phân xưởng 1 (hiện ñang dùng hệ thống cân cơ ) sang
hệ thống như trên.
- Nghiên cứu ứng dụng hệ thống ñiều khiển ñóng gói tự ñộng
và cân, không chỉ cho dây chuyền sản xuất xi măng mà còn phát triển
với nhiều dây chuyền thiết bị khác như phân bón, bột mì,
- Việc nghiên cứu hệ thống ñiều khiển giám sát sử dụng PLC
từ ñề tài ñã mở ra nhiều ứng dụng thực tế khác tại Công ty trong thời
gian ñến sẽ triển khai như:
* Hệ thống ñịnh lượng chất trợ nghiền.
* Bộ ñếm bao và ñiều khiển.