Khoa cơ điện

Đồ án tốt nghiệp

LỜI NÓI ĐẦU
Trong nền công nghiệp nói chung và nền công nghiệp sản xuất bê tông nói riêng
hiện nay đang được hiện đại hóa. Trong đó tự động hóa các quá trình công nghệ chiếm
một vị trí quan trọng, ngày càng được ứng dụng rộng rãi.
Việt Nam đang trong thời kỳ phát triển khoa học công nghệ đưa đất nước ta tiến lên
con đường “Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa” để theo kịp các nước đang phát triển.
Ngành công nghiệp sản xuất bê tông cũng như các ngành khác đang đứng trước tình
hình mới để phát triển hơn đáp ứng tiêu dùng và xuất khẩu.
Để nâng cao sản lượng, chất lượng và hạ giá thành sản phẩm. Ngành sản suất bê
tông nói chung và các trạm trộn bê tông nói riêng phải tiến hành cơ giới hóa và tự
động hóa các quy trình sản xuất.
Ngày nay tự động hóa PLC hoặc Logo cho phép thiết lập các hệ thống tự động điều
khiển các thiết bị máy thực hiện theo các chương trình và công nghệ sản xuất. Mặt
khác khả năng truyền thông tin, nối mạng điều khiển công nghiệp của PLC cho ta công
cụ thiết lập hệ thống tự động hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất, bao gồm rất nhiều cung
đoạn mà các phương pháp tự động trước đây bằng rơle không thể thực hiện được,
giảm những thao tác cho đội ngũ công nhân vận hành thiết bị và đảm bảo an toàn cho
người và máy móc, nâng cao sản xuất , chất lượng sản phẩm.
Xuất phát từ tình hình đó, với mục đích áp dụng các kiến thức đã học để xây dựng
ứng dụng trực tiếp cho công việc của cơ quan mình, em được hướng dẫn thiết kế đề
tài: “ ứng dụng PLC S7 – 300 vào điều khiển tự động và giám sát hệ thống trạm trộn
bê tông ”.
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy Ths Đào Hiếu cùng các thầy cô giáo trong
nghành Tự động hóa Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội và sự nỗ lực của bản thân,
nay đề tài đã được hoàn thành. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do trình độ có hạn nên
không tránh khỏi sai sót, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến quý báu của các
thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để đồ án được hoàn thiện hơn.

Hình 1.4. Băng tải kéo gầu.........................................................................................................................14
Hình 1.5. Bơm nước..................................................................................................................................14
1.5. Mục đích sản xuất bê tông.................................................................................................................14
1.6. Nguyên liệu đầu vào...........................................................................................................................14
1.6.1. Xi măng............................................................................................................................................14
1.6.2. Cát....................................................................................................................................................15
1.6.3. Đá dăm............................................................................................................................................15
1.6.4. Nước................................................................................................................................................15
1.6.5. Chất phụ gia.....................................................................................................................................15
1.7. Các loại mác bê tông và thành phần..................................................................................................16
1.8.Quy trình công nghệ chung của trạm trộn bê tông của công ty PVSD.............................................17
CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG......................................................19
2.1 Cối trộn chính......................................................................................................................................19
2.2. Vít tải xiên...........................................................................................................................................20
2.3. Hệ thống phễu chứa cát đá và định lượng cát đá.............................................................................20
2.4. Hệ thống khung giá đỡ, sàn thao tác xung quanh thùng trộn..........................................................20
2.5. Silo chứa xi măng, bồn nước, phụ gia...............................................................................................20
2.6. Gầu kéo cốt liệu..................................................................................................................................20
2.7. Máy khí nén........................................................................................................................................21

Hoàng Văn Chiến -1221060233

2


Khoa cơ điện

Đồ án tốt nghiệp

2.8. Bơm....................................................................................................................................................21

Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ VÀ THƯƠNG MẠI DẦU
KHÍ SÔNG ĐÀ PVSD VÀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG
1.1. Giới thiệu chung
Công ty Cổ phần Đầu tư và Thương mại Đầu khí Sông Đà (PVSD) (tiền thân là
Công ty Cổ phần Thương mại và Vận tải Sông Đà) được thành lập theo Quyết định số
1593 QĐ/BXD ngày 20 /11/2003 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng.
Công ty Cổ phần Đầu tư và Thương mại Đầu khí Sông Đà hoạt động theo Giấy
phép kinh doanh số: 0500444772 do phòng đăng ký kinh doanh số 03 Sở Kế hoạch và
Đầu tư Thành phố Hà Nội cấp lần đầu ngày 24/12/2003 thay đổi lần thứ 12 ngày 05
tháng 01 năm 2017.
Tên Công ty

: Công ty CP Đầu tư và Thương mại Đầu khí Sông Đà

Tên giao dịch quốc tế : Petro Song Da Trading and Investment Joint Stock
Company
Tên viết tắt : PVSD
Biểu tượng:
Biểu tượng:
Trụ sở chính: Tầng 12, tòa nhà Licogi 13, số 164 đường Khuất Duy Tiến, phường
Nhân Chính, quận Thanh Xuân, Thành phố Hà Nội
Điện thoại : 04.32216425

Fax: 04.32216423

Vốn điều lệ : 111.144.720.000 đồng
Mã số thuế : 0500444772

Sửa chữa, gia công cơ khí.

-

Vận chuyển hàng hoá bằng đường thuỷ, đường bộ.

-

Kinh doanh nhà đất, đầu tư bất động sản, kinh doanh khách sạn và dịch vụ du

lịch.
-

Sản xuất vật liệu xây dựng, phụ gia bê tông, phụ gia bê tông đầm lăn.

-

Khai thác mỏ, nguyên liệu phục vụ cho sản xuất xi măng và phụ gia bê tông.

-

Các ngành nghề kinh doanh khác phù hợp với quy định của pháp luật.

Qua nhiều năm xây dựng và phát triển Công ty đã không ngừng lớn mạnh về mọi
mặt: Quy mô tổ chức, cơ cấu ngành nghề sản phẩm, Quy trình quản lý theo tiêu chuẩn
chất lượng ISO 9001:2000. Kết quả SXKD luôn đạt và vượt chỉ tiêu kế hoạch đề ra,
hoàn thành nghĩa vụ đối với nhà nước, uy tín của Công ty ngày một nâng cao.
Từ mục tiêu chiến lược phát triển kinh tế 05 năm (2015-2020), tập thể CBCNV và
các Cổ đông của Công ty Cổ phần Đầu tư và Thương mại Dầu khí Sông Đà đề ra định
hướng kế hoạch phát triển trong những năm tới là: “Xây dựng và phát triển Công ty


5


Khoa cơ điện

Đồ án tốt nghiệp

tranh trên thị trường trong, ngoài nước và sẵn sàng bước vào tiến trình hội nhập Khu
vực, Quốc tế.

Hoàng Văn Chiến -1221060233

6


Khoa cơ điện

Đồ án tốt nghiệp

1.3.Cơ cấu tổ chức của pvsd

Hoàng Văn Chiến -1221060233

7


Khoa cơ điện

Hoàng Văn Chiến -1221060233


Công
suất/đặc tính
kỹ thuật

Nước sản
xuất

Năm
SX

I

Khai thác cát đá

1

Trạm sàng cát

Sở hữu

01

80m3/h

Việt Nam

2010

2

Sở hữu

02

60m3/h

Việt Nam

2009

Trạm trộn bê tông

Hoàng Văn Chiến -1221060233

9


Khoa cơ điện

Đồ án tốt nghiệp

1.4.2. Hình ảnh về trạm trộn

Hoàng Văn Chiến -1221060233

10


Khoa cơ điện




Khoa cơ điện

Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.5. Bơm nước

1.5. Mục đích sản xuất 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 hóa cao thường sử dụng phục vụ cho các công trình vừa và lớn hay
cho 1 khu vực có nhiều công trình đang xây dựng.
Trước đây khi khoa học kỹ thuật còn chưa phát triển, máy móc còn lạc hậu thì việc
có được một khối lượng bê tông lớn và chất lượng cao là điều rất khó khăn. Chính vì
vậy, để thiết kế những dây truyền bê tông tự động là điều cần thiết cho mỗi công
trường cũng như ngành xây dựng trong nước..
1.6. Nguyên liệu đầu vào
1.6.1. Xi măng
Việc lựa chọn xi măng là đặc biệt quan trọng trong việc sản xuất ra bê tông, có
nhiều loại xi măng khác nhau, xi măng mác càng cao thì khả năng kết dính càng tốt và
làm chất lượng thiết kế bê tông tăng lên tuy nhiên giá thành của xi măng mác cao là rất
lớn.Vì vậy khi thiết kế bê tông vừa phải đảm bảo đúng yêu cầu kĩ thuật và giải quyết
tốt bài toàn kinh tế
1.6.2. Cát
Cát dùng trong sản xuất bê tông có thể dùng cát thiên nhiên hoặc 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%
1.6.3. Đá dăm
Đá dăm có nhiều loại tùy thuộc vào kích cỡ của đá do đó tùy thuộc vào kích cỡ của
bê tông mà ta chọn kích thước đá phù hợp. Trong thành phần bê tông đá dăm chiếm

Phụ gia nở và không co

-

Phụ gia khoáng

-

Phụ gia sửa chữa kết cấu.

Hình 1.6.Các loại phụ gia

1.7. Các loại mác bê tông và thành phần
Trong kết cấu xây dựng, bê tông chịu nhiều tác động khác nhau: Chịu nén, uốn, kéo,
trượt, trong đó chịu nén là ưu thế lớn nhất của bê tông. Do đó, người ta thường lấy
cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê tông, gọi là mác bê
tông.

Hoàng Văn Chiến -1221060233

15


Khoa cơ điện

Đồ án tốt nghiệp

Thành phần cốt liệu cho 1m3 bê tông thương phẩm
Mác
Thành


769

756

Đá (kg)

1668

1639

1628

1580

1571

Nước (lít)

146

174

208

228

246

phần

cũng sẽ quay về để chờ lượt mới.
- Nước và phụ gia cũng được bơm lên cân định lượng sao cho phù hợp sau quá trình
trộn khô cũng được xả vào thùng trộn.
- Cuối cùng khi tất cả các nguyên liệu được xả vào thùng trộn thì động cơ thùng
trộn sẽ quay để trộn ướt các nguyên liệu trong khoảng 30 giây sau đó sẽ được trút
xuống xe vận chuyển để đưa đi.
So sánh 2 chế độ điều khiển
-

Điều khiển bằng tay: Khi hoạt động người điều khiển phải ấn từng nút trên bàn

điều khiển. Hệ thống rời rạc, đòi hỏi thao tác của người điều khiển phải thật chính xác,
cẩn thận, tránh xảy ra nhầm lẫn.
Điều khiển tư động: Khi chọn chế độ này thì người điều khiển hầu như là không
cần phải thao tác gì khác, tất cả các yêu cầu đã được lập trình sẵn qua chương trình
điều khiển chỉ cần nhập số liệu vào là xong.

Hoàng Văn Chiến -1221060233

17


Khoa cơ điện

Đồ án tốt nghiệp

So với chế độ điều khiển bằng tay thì chế độ tự động này có ưu điểm vượt trội,
nhưng đòi hỏi khi lập trình cần chính xác và các khâu liên kết logic với nhau để cho
hoạt động đạt tính đồng bộ và năng suất nhất.


tông 3,9 mét xuống xe vận chuyển. Xung quanh thùng trộn được bố trí các sàn thao tác
để vận hành cũng như bảo dưỡng kiểm tra thiết bị, Lan can bảo vệ, cầu thang lên
xuống.
2.5. Silo chứa xi măng, bồn nước, phụ gia
- Silo chứa xi măng có dung tích chứa 100 tấn, có 02 cái silo chứa xi măng
được trang bị lọc bụi và giữ bụi bằng đầm rung. Đáy silo được gắn các sục khí chống
tạo vòm xi măng. Các silo được gắn thêm cảnh báo mức đầy xi măng và van xả an
toàn cho silo.
- Bồn chứa nước và phụ gia có dung tích 5m3 và được bơm lên thùng cân.

Hoàng Văn Chiến -1221060233

19


Khoa cơ điện

Đồ án tốt nghiệp

2.6. Gầu kéo cốt liệu
Cấu tạo là một thùng rỗng có miệng để hứng cốt liệu, có cửa xả cốt liệu, di chuyển
lên - xuống trên 2 thanh ray.
Hoạt động: ở đầu chu kỳ hoạt động gầu kéo nằm ở vị trí chờ cốt liệu từ băng tải rơi
xuống, khi khối lượng vật liệu đã đủ thì nó được tời kéo liệu kéo lên vị trí đổ cốt liệu
vào cối trộn nếu lúc đó cửa xả bê tông đã đóng, động cơ trộn còn đang làm việc và số
mẻ trộn còn tiếp tục. Nếu trong quá trình kéo lên tới gần vị trí đổ cốt liệu mà chu kỳ
trộn của mẻ trước chưa kết thúc. Trong cối trộn vật liệu vẫn còn, bê tông chưa xả hết
hoặc cửa xả chưa đóng lại thì gầu kéo phải dừng lại cho đến khi chu kỳ hoạt động của
mẻ trước kết thúc mới được phép đi lên đổ cốt liệu vào cối trộn. Sau khi đổ hết cốt liệu
vào cối trộn nó lại đi xuống vị trí chờ đổ cốt liệu trong khoảng thời gian đó thì vẫn

- Cấu trúc loadcell dạng trụ nén, vật liệu bằng thép không rỉ.
- Loadcell SB – Mettler Toledo
- Mức tải tối đa (tấn): 0.3, 0.5, 1, 2, 3,5,10,20
- Điện áp biến đổi (mV/V): 2 ± 0.002
- Sai số lặp lại (%R.C): ≤0.01
- Độ trễ (%R.C): ≤ ± 0.02
- Sai số tuyến tính (%R.C): ≤ ± 0.02
- Quá tải (30 phút) (%R.C): ≤ ± 0.02
- Cân bằng tại điểm (%R.C): ≤ ± 1
- Bù nhiệt (°C): -10 ~ +40
- Nhiệt độ làm việc (°C): -40~ +65
- Nhiệt độ tác động đến tín hiệu ra (%R.C/°C): ≤± 0.002
- Nhiệt độ tác động làm thay đổi điểm (%R.C/°C): ≤ ± 0.002
- Điện trở đầu vào (Ω): 381 ± 4
- Điện trở đầu ra (Ω): 350±1
- Điện trở cách điện (MΩ): ≥ 5000 (ở 50VDC)
- Điện áp kích thích (V): 5~ 15 (DC/AC)
- Điện áp kích thích tối đa (V): 20 (DC/AC)
- Quá tải an toàn (%R.C): 150
- Quá tải phá hủy hoàn toàn (%R.C): 300
- Tuân thủ theo tiêu chuẩn: IP67

Hoàng Văn Chiến -1221060233

21


Khoa cơ điện

Đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp

2.12. Các van khí nén
-

Các van điều khiển hướng:

Các van điều khiến hướng là các thiết bị tác động đến đường dẫn các dòng khí. Tác
động có thể là: cho phép khí lưu thông đến các đường ống dẫn khí, ngắt các dòng
không khí khi cần thiết bằng cách đóng các đường dẫn hoặc phóng thích không khí
vào trong khí quyển thông qua cổng thoát.
Van điều khiển hướng được đặc trưng bàng số các đường dẫn được điều khiển, cùng
chính là sổ cổng của van và số vị trí chuyển mạch của nó. cấu trúc của van là yếu tố
quan trọng ảnh hưởng về các đặc tính của dòng chảy của van, chăng hạn như lưu
lượng, sự suy giảm áp suất và thời gian chuyển mạch.
-

Van chắn:

Van chắn là loại van chỉ cho dòng khí nén chảy theo một chiều, chiều ngược lại
dòng khí nén sẽ bị khóa lại. Áp suất ở phía sau van theo chiều dòng chảy, sẽ tác động
lên cơ cấu đóng cửa thông khí của van.

Hình 2.3.Van khí nén
-

Van áp suất:

Van áp suất là các van tác động chủ yếu đến áp suất hoặc đuợc điều khiển bởi độ
lớn của áp suất. Chúng được chia thành 3 nhóm:


Điện áp nguồn PLC
I—^D

Ị-0

a) Kênh nhập

Hình 2.4.Các bộ cảm biến công tắc
Với cách bố trí được trình bày trên hình a, các tín hiệu nhập đối với kênh nhập đơn
của PLC có các mức logic như sau:0 và 1
Mức 1 có thể tương ứng với tín hiệu nhập 24VDC, mức 0 tương ứng với tín hiệu
nhập 0v. Với cách bố trí được trình bày trên hình b, khi công tắc mở, điện áp được
cung cấp cho đầu vào của PLC, khi công tắc đóng điện áp vào sụt đến giá trị thấp. Các
mức logic là:
+ Không có: 0
+ Có : 1
Công tắc hành trình được sử dụng chuyên dùng đê phát hiện sự có mặt của gầu kéo.

Hoàng Văn Chiến -1221060233

24


Khoa cơ điện

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.5.Công tắc hành trình
2.14.Băng tải để vận chuyển cốt liệu