CHƯƠNG I
Giới thiệu chung về công nghệ sản xuất gạch
1.1 Gới thiệu chung về công ty cổ phần gạch Thạch Bàn
Công ty Cổ phần gạch men Thạch Bàn là công ty Gốm xây dựng. Tuy là
một doanh nghiệp trẻ trong lĩnh vực sản xuất gạch men, nhưng nhờ có đội ngũ cán
bộ giàu kinh nghiệm và tài năng nên sản phẩm của Công ty luôn có chất lượng ổn
định, từng bước chiếm lĩnh thị trường trong nước và quốc tế. Công ty đã thiết lập
và xây dựng cho mình một mạng lưới tiêu thụ rộng khắp với hơn 100 tổng đại lý
và hơn 1.000 cửa hàng tiêu thụ trên 64 tỉnh ,thành cả nước. Bên cạnh các mạng
lưới tiêu thụ trong nước, Công ty còn thiết lập được một số kênh phân phối sản
phẩn ra thị trường thế giới thông qua gần 10 công ty thương mại
Ngành nghề kinh doanh chính là sản xuất và mua bán các sản phẩm gạch
Ceramic và các loại vật liệu xây dựng khác, ngoài ra công ty còn tham gia vào các
linh vực như:Đầu tư hạ tầng, xây lắp, trang trí nội thất các công trình công nghiệp
và dân dụng, tư vấn, thiết kế, chuyển giao công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng…
1.2 Công nghệ sản xuất gạch
a, Nguyên liệu sản xuất gạch
Nguyên liệu trong sản xuất gạch có nguyên liệu chính và chất phụ gia
Nguyên liệu chính để sản xuất xương gạch nát nền, ốp tường cao cấp là các
loại đất sét và cao lanh ( còn gọi là nguyên liệu dẻo), các loại quas ( thạch anh),
trường thạch (fenpat), hoạt thạch (còn gọi là nguyên liệu gầy).
Các loại phụ gia: NO5 PO10 (Sodim tripoly photphat), Na2OmSiO2 ( Silicat
sodium), BaCl2 , BaCO3 .
b, Sơ chế nguyên liệu
Trong công nghệ sản xuất gạch thì gia công và phối nguyên liệu giữ vai trò
rất quan trọng
Phối nguyên liệu là quá trình cân đo các loại nguyên liệu trước khi đưa
nguyên liệu vào nghiền.
Cân và nạp nguyên liệu và các phụ gia theo bài phối liệu
Sau khi nguyên liệu được cân và phối liệu ở cân định lượng nó sẽ được đưa
tới máy nghiền bằng hệ thống băng tải

Gạch mộc được chuyển đi nhờ máy đỡ gạch và đảo gạch, tại đây gạch được đảo
mặt và đi tiếp nhờ hệ thống con lăn đến máy xếp gạch. Máy xếp gạch phân phối
cho lò sấy.

2


e, lò sấy
Tại đây gạch được sấy nóng bằng nhiệt được đốt từ khí gas do lò khí phát
sinh từ đốt than tới độ ẩm 1% với chu kì sấy. Tuỳ theo chu kì của máy ép gạch ra
lò có nhiệt độ khoảng 90 – 100 0C được đưa ra tráng men nhờ máy rỡ tải.
f, Tráng men, in lưới
Giai đoạn tráng men in lưới là tạo ra một hoặc nhiều lớp men, hoa văn để
làm cho bề mặt của viên gạch có thể ngăn nước và đẹp về mặt thẩm mỹ.
Men là một lớp thuỷ tinh có chiều dày 0,1 – 0,4 mm phủ bên ngoài mặt
xương của sản phẩm. Lớp thuỷ tinh hình thành trong quá trình nung và có tác
dụng làm cho bề mặt sản phẩm trở thành đặc sít, nhẵn, bóng. Nhờ vậy men có ảnh
hưởng rõ rệt về việc tăng độ bền hoá. bền cơ của sản phẩm đồng thời nó còn có ý
nghĩa lớn với việc trang trí sản phẩm.
g, Lò nung
Đây giai đoạn rất quan trọng trong sản xuất gạch nó quyết định tới độ bền
cơ của sản phẩm, và chất lượng của sản phẩm.
Quy trình nung sản phẩm được chia làm 4 giai đoạn như sau:
• Giai đoạn 1: từ nhiệt độ môi trường tăng dần đến khoảng 850 0C
(vùng đầu lò – vùng sấy).Vùng này có vai trò loại bỏ toàn bộ hơi
nước và các tạp chất hữu cơ, các hợp chất các bon.
• Giai đoạn 2: vùng nung sơ bộ (vùng tiền nung) nhiệt độ được tiếp
tục tăng từ 850 độ lên tới cận điểm của nhiệt độ nung. Giai đoạn này
thực hiện quá trình cháy các hợp chất hữu cơ, bắt đầu cho quá trình
thuỷ tinh hoá.


CHƯƠNG II:
PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ CỦA HỆ THỐNG CẤP LIỆU CHO DÂY
TRUYỀN MÁY ÉP GẠCH
2.1 Tổng quan về xưởng ép - tạo hình
2.1.1 Các thiết bị trong xưởng ép - tạo hình
Trong dây truyền sản xuất gạch, công đoạn ép tạo hình đóng vai trò rất
quan trọng. Nó quyết định đến độ bền cơ học của gạch mộc và là nhân tố ảnh
hưởng lớn đến kích thước hình học của gạch thành phẩm.
Thiết bị trong xưởng ép - tạo hình gồm có:
• Máy ép thuỷ lực PH 1500 : 3 chiếc trên 2dây truyền
• Hệ thống băng tải cấp liệu : 7 chiếc
• Gầu nâng: 2 chiếc

4


• Sàng rung bột : 2 chiếc
• Máy cấp bột đồng nhất ALM ( phễu liệu): 3 chiếc
• Máy đỡ và đảo gạch RDR-902: 3 chiếc
• Máy xếp và đỡ gạch EEO: 6 chiếc
• Máy đỡ gạch ra dây chuyền NUE-902: 3 chiếc
• Máy lạnh làm mát dầu: 3 chiếc
• Máy hút bụi : 1chiếc
2.1.2 Quá trình công nghệ của xưởng ép - tạo hình
Nhìn trên khu vực công nghệ trong xưởng ép ta thấy bột ép ta thấy bột ép
đã được ủ trên các silô với độ ẩm từ 5 – 6%. Bột được băng tải 1A và băng tải 1B
chuyển tới sàng rung A và B qua 2 gầu nâng A và B. Tại đây bột được đồng nhất
và loại ra những hạt bột to quá cỡ hoặc bị kết khối trong kho ủ ở silô ra ngoài. Bột
được chuyển tiếp qua băng tải 2 , 3 và băng tải 4 quay ngược đổ bột vào silô máy

Khi cấp liệu cho silô máy ép 2 thì các động cơ sẽ được khởi động theo
trình tự như sau. Động cơ băng tải 5 quay ngược đổ bột vào silô máy ép 2, sau 1
thời gian thì động cơ băng tải 4 quay thuận, sau 1 thời gian động cơ băng tải 3
khởi động, sau 1 thời gian động cơ băng tải 2 khởi động cùng lúc đó động cơ gầu
nâng B và động cơ sàng rung B khởi động, sau 1 thời gian thì động cơ băng tải 1B
khởi động cấp liệu cho silô máy ép 2. Khi dừng cấp liệu cho máy ép 2 thì các
động cơ cũng dừng theo trình tự ngược với quá trình khởi động.
Khi cấp liệu cho silô máy ép 3 thì các động cơ sẽ được khởi động theo
trình tự như sau. Động cơ băng tải 4 quay ngược đổ bột vào silô máy ép 3, sau 1
thời gian động cơ băng tải 3 khởi động, sau 1 thời gian động cơ băng tải 2 khởi
động cùng lúc đó động cơ gầu nâng B và động cơ sàng rung B khởi động, sau 1
thời gian thì động cơ băng tải 1B khởi động cấp liệu cho silô máy ép 3.
Khi dừng cấp liệu cho máy ép 3 thì các động cơ cũng dừng theo trình tự
ngược với quá trình khởi động.

6


Sơ đồ công nghệ của hệ thống cấp liệu cho dây truyền máy ép gạch
405A
Silo 1

Silo 2

Silo 3

Silo 4

406A
SRA


BT3

408

BT4

van 8

409

BT5

410

404B
BT1B

S5
GNB
S6
Silo
MF3

S3

S1

S4


Hệ thống được giám sát bằng các đèn led đuợc gắn trên sơ đồ. Nó thể hiện
trạng thái hoạt động của các thiết bị.
Sơ đồ giám sát hệ thống cấp liệu cho dây truyền máy ép gạch

BT3

BT1A

404A

405A

409B

407

408 BT4

410B

409A

BT5

410A

S5

S3


Hình 2.2. Sơ đồ giám sát hệ thống cấp liệu cho dây truyền máy ép gạch

2.2.2 Cấu tạo và nhiệm vụ của hệ thống cấp liệu
a , Hệ thống băng tải
Hệ thống băng tải cấp liệu cho dây truyền máy ép gồm 7 băng tải có kết cấu
tương tự nhau, khung U120 các con lăn phía trên chữ V phía dưới hình trụ. Băng
tải cao su với độ dài riêng biệt, phụ thuộc vào nhiêm vụ riêng của nó. Quả lô kéo,
quả lô căn chỉnh băng tải, động cơ, hộp giảm tốc và xích truyền động.
Các thông số cơ bản của các băng tải bao gồm:
• Bề rộng băng tải: 500 mm

8


• Bề dài băng tải: tuỳ theo yêu cầu nhiệm vụ
• Động cơ: 2.2 kw, vòng quay: 1430 v/p
• Hộp giảm tốc tỷ số truyền: 1/3
• Bộ xích truyền: bước xích 5/8, tỷ số 1/2,5
Các băng tải làm nhiêm vụ vận chuyển bột từ silô chứa đến silô máy ép.
b, Gầu nâng
Hệ thống gầu nâng gồm có: hệ thống gầu xúc, động cơ quay gầu 5 kw và hệ
thống hộp chống bụi.Gầu nâng dùng để nâng bột từ băng tải 1A và 1B lên sàng
rung bột.
c , Sàng rung
Sàng rung gồm có: khung đỡ, khung sàng,mặt sàng lỗ vuông 4 ly, động cơ
rung 0.75 kw, lò xo giảm giật. Sàng rung dùng để loại ra những hạt bột to quá cỡ
hoặc bị kết khối trong quá trình ủ ở silô chứa.
d , Silô chứa bột máy ép
Silô chứa bột ép gồm có: silô chứa, xi lanh đóng mở của bột liệu, các cảm
biến báo mức bột trong silô máy ép. Các silô chứa được các băng tải cấp bột đổ

từ băng tải 1 đến băng tải 2 …. đến băng tải 5.
Để tránh bột bị ứ đọng tại các băng tải làm quá tải các động cơ kéo băng tải
, lẫn bột giữa các máy ép và có thể làm bột bị tràn ra ngoài gây lãng phí nguyên
liệu của công ty . Khi khởi động cấp liệu cho các silô máy ép yêu cầu các băng tải
khởi động theo trình tự ngược chiều vận chuyển của nguyên liệu.
Khi gặp sự cố quá tải của các động cơ thi hệ thống phải dừng lại và báo
hiệu bằng đèn và còi cho người vận hành biết để có biện pháp xử lý.
Khi cấp liệu cho các máy ép được 2 phút mà không có bột vào trong silô
máy ép thì dừng hệ thống lại và báo hiêu bằng đèn và còi.
Khi cả 3 silô máy ép đều báo ở mức thấp trong 1 phút thì dừng hệ thống và
báo hiệu bằng đèn và còi.
b , Phân tích công nghệ hiện tại của hệ thống cấp liệu cho silô máy ép hiện tại.
Hiện tại hệ thống cấp liệu cho máy ép được điều khiển bằng cách ghép nối
mạch rơle trung gian, rơle thời gian và công tắc tơ để điều khiển các động cơ.
Quá trình khởi động và dừng hệ thống cấp liệu cho silô máy ép được thực
hiện như sau.
Để khởi động hệ thống cấp liệu cho silô máy ép 1, ta ấn nút START-F1.
Hệ thống sẽ được khởi động theo trình tự như sau: Động cơ băng tải 5 quay
thuận đổ bột vào silô máy ép 1, sau 1 thời gian thì động cơ băng tải 4 quay thuận,
sau 1 thời gian động cơ băng tải 3 khởi động, sau 1 thời gian động cơ băng tải 2
khởi động cùng lúc đó động cơ gầu nâng A và động cơ sàng rung A khởi động,
sau 1 thời gian thì động cơ băng tải 1A khởi động cấp liệu cho silô máy ép 1. Khi
dừng cấp liệu cho máy ép 1 thì ta ấn n út STOP-F1 các động cơ cũng dừng theo
trình tự ngược với quá trình khởi động.

10


Để khởi động hệ thống cấp liệu cho silô máy ép 2, ta ấn nút START-F2.
Hệ thống sẽ được khởi động theo trình tự như sau: Động cơ băng tải 5 quay

truyền máy ép gạch là rất cần thiết.

11


2.3 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống tự động cấp liệu cho dây truyền
máy ép gạch
2.3.1 Yêu cầu thiết kế
Để đáp ứng được yêu cầu công nghệ và nâng cao được năng suất lao động ,
nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm sức lao động của con người, và tiết kiệm
được nguyên liệu thì hệ thống tự động cấp liệu cho máy ép gạch cần phải thiết kế
làm việc ở cả 2 chế độ: chế độ tự động ,chế độ bằng tay. Và khi hệ thống xẩy ra sự
cố thì phải báo tín hiệu cho công nhân biết để có biện pháp xử lí kịp thời.
a, Chế độ bằng tay:
Các động cơ băng tải được làm việc độc lập bằng cách ấn các nút khởi động
và dừng của từng động cơ. Muốn khởi động động cơ băng tải 1A ta chọn chế độ
bằng tay và ấn nút START-BT1A, muốn dừng ta ấn nút STOP-BT1A, các động cơ
băng tải còn lại được khởi động và dừng tương tự.
b, Chế độ tự động:
Để cho hệ thống hoạt động ở chế độ tự động ta chuyển công tắc sang chế
độ AUTO và nhấn vào nút START hệ thống bắt đầu được đặt vào chế độ làm việc.
Đầu tiên hệ thống tiến hành thu thập và kiểm tra các tín hiệu của các cảm
biến báo mức thấp và mức cao của các silô máy ép để đưa ra những lệnh điều
khiển phù hợp với công nghệ.
Trường hợp 1: khi có tín hiệu báo mức thấp của một trong ba silô máy ép.

• Có tín hiệu báo mức thấp của silô máy ép 1, thì hệ thống sẽ tự động
cấp liệu cho silô máy ép 1.

• Có tín hiệu báo mức thấp của silô máy ép 2, thì hệ thống sẽ tự động

thấp của silô máy ép 1 và 2. Thì hệ thống sẽ ưu tiên cấp liệu cho silô
máy ép 1 sau khi silô máy ép 1 được cấp qua mức thấp thì chuyển
sang cấp liệu cho silô máy ép 2.
Trường hợp 4: Khi hệ thống xảy ra sự cố
• Cả 3 silô máy ép đều ở mức thấp trong 1 phút thì dừng hệ thống và
báo lỗi hệ thống bằng còi và đèn.
• Sau khi cấp liệu cho silô máy ép được 2 phút mà không có bột vào
silô máy ép thì dừng hệ thống và báo lỗi hệ thống bằng đèn và còi.
• Khi có sự cố quá tải hoặc ngắn mạch của các động cơ thì dừng hệ
thống và báo lỗi hệ thống bằng còi và đèn.
2.3.2 Lựa chọn phương án thiết kế.
Để đáp ứng được yêu cầu thiết kế trên ta có thể sử dụng những phương án
sau.
Phương án 1: Thiết kế lại mạch điều khiển sử dụng rơle trung gian, rơle
thời gian, công tắc tơ…
Phương án 2: Thiết kế mạch điều khiển sử dụng PLC.
a, Phân tích phương án 1.Với phương án 1 ta chỉ cần thay đổi lại cách ghép nối
của mạch rơle, công tắc tơ để phù hợp với yêu cầu thiết kế.
Ưu điểm :

13


• Tận dụng được các thiết bị rơle trung gian rơle thời gian và các công
tắc tơ…
• Giá thành rẻ
Nhược điểm:
• Sơ đồ kết nối hệ thống phức tạp
• Chi phí vận hành, sửa chữa và bảo dưỡng cao
• Khi cần thay đổi công nghệ thì thì phải thay đổi cách ghép nối giữa

thuật và giá cả tương đương nhau . Nhưng hiện tại công ty đang được sử dụng
PLC của OMRON . Vì vậy để đồng bộ về thiết bị và thuận lợi cho việc thay thế ,
tận dụng các thiết bị hiện có nên ta chọn PLC của OMRON để thiết kế hệ thống tự
động cấp liệu cho dây truyền máy ép gạch.
Dựa vào yêu cầu thiết kế hệ thống để điều khiển hệ thống tự động cấp liệu
cho dây truyền máy ép ta cần sử dụng PLC có tối thiểu 40 đầu vào ra. Nên ta sử
dụng PLC CPM1A -40CDT-A-V1 với 24 đầu vào và 16 đầu ra.

15


CHƯƠNG III:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CẤP LIỆU CHO DÂY TRUYỀN
MÁY ÉP GẠCH
3.1 Giới thiệu về PLC CPM1A của hãng OMRON.
3.1.1 Cấu tạo của PLC CPM1A
a, Chi tiết các bộ phận của PLC CPM1A
Các bộ phận của PLC CPM1A được mô tả như trên hình 3-1

Hình 3.1: Cấu tạo của PLC CPM1A
Cấu tạo của PLC CPM1A gồm có:
1- Power supply input terminals ( các đầu nối nguồn nuôi).
Cấp nguồn vào cho PLC từ100 tới 240 VAC hoặc 24 VDC
2- Functional earth terminal (dây nối đất chống nhiễu).
Nối đất chống nhiễu cho PLC ( chỉ dùng với các bộ điều khiển dùng điện
AC ) để làm tăng khả năng chống nhiễu và và làm giảm nguy cơ gây giật điện.
3- Protective earth terminals (đầu nối đất bảo vệ).
Nối đất bảo vệ cho PLC để làm giảm nguy cơ gây giật điện.
4, Power supply output terminals (dây nối điện nguồn bên ngoài)
Các bộ điều khiển CPM1A được cung cấp các các dây điện nguồn 24VDC

ON

PLC đã được cấp điện nguồn

OFF

PLC chưa được cấp đIện

ON

PLC được chạy ở chế độ MONITOR hoặc chế
độ RUN

OFF

PLC đang chạy ở chế độ PROGRAM hoặc có
lỗi gây dừng

Đèn sáng

Đang truyền dữ liệu qua cổng ngoạI vi hoặc
cổng RS-232C

OFF

Không truyền dữ liệu qua cổng ngoạI vi hoặc
cổng RS-232C

Đèn sáng
Đèn nháy

3 -Các đèn hiển thị đầu vào
5-Đầu cắm kết nối mở rộng
6-Các dèn hiển thị đầu ra
c,
Một
số

2 -Các đầu nối đầu ra

Hình 3.2: Bộ mở rộng có 20 đầu
vào/ ra
CPU và môdul mở rộng của PLC CPM1A – OMRON
PLC CPM1A-OMRON gồm có các loại sau:
CPU – CPM1A

Số đầu
vào

số đầu
ra

Nguồn
điện

CPU với 10 đầu
I/O
CPU với 20 đầu
I/O

6 đầu

Model
Đầu ra rơle
Đầu ra
transistor
CPM1A10CDR-A-V1
CPM1A20CDR-A-V1
CPM1A20CDT-D-V1
CPM1A30CDR-A-V1
CPM1A-


I/O

40CDR-A-V1
DC

CPM1A40CDT-D-V1

Bảng 3.2: Một số loại PLC-CPM1A-OMRON
Một số modules mở rộng của PLC-CPM1A
Đặc tính
Các module I/O
Số đầu
mở rộng
vào
20 đầu I/O
12 đầu
40 đầu I/O
24 đầu
8 đầu vào

Đặc tính kĩ thuật của PLC CPM1A-40CDT-A-V1 được mô tả như trong
bảng 3.5
Mục
Nguồn cung cấp
Đầu vào số
Đầu ra số
Bộ nhớ chương trình
Backup bộ nhớ
Bộ đếm tốc độ cao
Khả năng mở rộng
Bit đầu vào
Bit đầu ra
Timer
Counter
Đầu ra xung

Đặc điểm
100-250 VAC, 50/60Hz
24
16 Transistor (sink)
2048 Words
Bộ nhớ flash
1 x 5 KHz
Tối đa 100 đầu vào/ ra
00000 đến 00915
01000 đến 01915
128
Từ 000 đến 127.
1 đầu 2 KHz


tình trạng của các bit vào/ra.
3.1.4 Ngôn ngữ lập trình
PLC CPM1A của OMRON được lập trình bằng hai ngôn ngữ cơ bản là: ngôn ngữ
LAD ( Ladder) và ngôn ngữ STL (Statement list)
Ngôn ngữ Ladder là ngôn ngữ bậc thang, có dạng đồ hoạ, cho phép nhập
chương trình có dạng như một sơ đồ mạch điên logic, dùng các khí hiệu điện để
biểu diễn các công tắc logic ngõ vào và role ngõ ra.
Trong chương trình LAD , các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic như
sau:
• Tiếp điểm: là biểu tượng mô tả tiếp điểm của rơle.
 Tiếp điểm thường mở:
 Tiếp điểm thường đóng:
• Cuộn dây(coil):
• Box : là biểu tượng để
mô tả chức năng khác
nhau như: bộ thời gian
bộ thuật toán…
Ngôn ngữ STL (Statement list) là ngôn ngữ lập trình PLC sử dụng bằng các
câu lệnh viết tắt bằng tiếng Anh dễ nhớ cho các phép toán logic như: AND, OR,
OUT, MOV…
3.1.5 Kết nối với thiết bị lập trình

21


Bộ CPU của PLC có thể nối với một bàn phím lập trình hoặc một máy tính
chạy chương trình phần mềm hỗ trợ như SSS, SYSMAC-CPT, SYSWIN V3.3/3.4,
CX-Programmer.
a, Kết nối bàn phím lập trình
Bộ CPU của PLC CPM1A có thể nối với một bàn phím lập trình


Communications settings

22


Cổng ngoại vi

Cổng RS-232C

ON

Các setting chuẩn ( Các setting chuẩn và PC Setup default
settings là Host Link communications tại 9,600 bps với 1 start
bit, 7-bit data, 2 stop bit và parity là chẵn )

OFF

PC Setup settings trong DM PC Setup settings trong DM
6650 và DM 6651
6645 và DM 6646
Bảng 3.5 Cài đặt công tắc truyền tin
Một máy tính cá nhân có thể được nối với cổng ngoại vi của CPU bằng một

bộ CQM1-CIF02 hoặc CPM1-CIF01 RS232-C Adapter như hình 3.5 .

Hình 3.5. Kết nối PLC CPM1A với máy tính lập trình

Cáp kết nối RS-232C Adapter có cấu tạo như hình 3.6



chế độ tự động

Hình 3.8: Lưu đồ thuật toán chọn chế độ hoạt động của hệ thống

25