Đồ án Giám sát trạm trộn bê tông trên giao diện wincc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG

ISO 9001:2015

GIÁM SÁT TRẠM TRỘN BÊ TÔNG

TRÊN GIAO DIỆN WINCC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY

NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP VÀ TỰ ĐỘNG

HẢI PHÒNG – 2019

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG

GIÁM SÁT TRẠM TRỘN BÊ TÔNG TRÊN GIAO

DIỆN WINCC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY

NGÀNH : ĐIỆN CÔNG NGHIỆP VÀ TỰ ĐỘNG

Sinh viên

: Hoàng Thế Long

Giảng viên hướng dẫn :ThS. Ngô Quang Vĩ

HẢI PHÒNG – 2019

2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG

--------------------------------------

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Sinh viên: Hoàng Thế Long - Mã SV: 1512102037

Lớp: DC1901 - Ngành: Điện Công Nghiệp

Tên đề tài: Giám sát trạm trộn bê tông trên giao diện wincc

.

3

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI

1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp

( về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ).

……………………………………………………………………………..

2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán.

……………………………………………………………………………..

3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp.

……………………………………………………………………………..

4

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Người hướng dẫn thứ nhất:

Họ và tên

: Ngô Quang Vĩ

: Thạc Sĩ

Học hàm, học vị

Cơ quan công tác : Trường Đại Học Quản Lý và Công Nghệ Hải Phòng

Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài

Người hướng dẫn thứ hai:

Họ và tên:.............................................................................................

Học hàm, học vị:...................................................................................

Cơ quan công tác:.................................................................................

Nội dung hướng dẫn:............................................................................

Đề tài tốt nghiệp được giao ngày tháng năm

Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày tháng năm

Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN

Đã giao nhiệm vụ ĐTTN

Người hướng dẫn

Sinh viên

Hoàng Thế Long

Ths. Ngô Quang VĨ

Hải Phòng, ngày ...... tháng........năm 2019

Hiệu trưởng

GS.TS.NGƯT Trần Hữu Nghị

5

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP

Họ và tên giảng viên:

Đơn vị công tác:

..............................................................................................

........................................................................ .....................

...................................... Chuyên ngành: ..............................

......................................................................... .......... ..........

Họ và tên sinh viên:

Đề tài tốt nghiệp:

Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp

.......................................................................................................................................

1. Đánh giá chất lượng của đồ án/khóa luận (so với nội dung yêu cầu đã đề ra

trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu…)

....................................................................................................................................

2. Ý kiến của giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp

Được bảo vệ

Không được bảo vệ

Điểm hướng dẫn

Hải Phòng, ngày … tháng … năm ......

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

6

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN

Họ và tên giảng viên: ...............................................................................................

Đơn vị công tác: .......................................................................................................

Họ và tên sinh viên: ...................................... Chuyên ngành: .................................

Đề tài tốt nghiệp: ......................................................................................................

1. Phần nhận xét của giáo viên chấm phản biện

.......................................................................................................................................

2. Những mặt còn hạn chế

.......................................................................................................................................

3. Ý kiến của giảng viên chấm phản biện

Được bảo vệ

Không được bảo vệ

Điểm hướng dẫn

Hải Phòng, ngày … tháng … năm ......

Giảng viên chấm phản biện

(Ký và ghi rõ họ tên)

7

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU ......................................................................................................................10

CHƯƠNG 1 :.......................................................................................................................11

TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG.....................................................................11

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG ...................................................................................................11

1.2 TRẠM TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG ...........................................................................11

1.2.1 Giới thiệu. ...................................................................................................................11

1.2.2 Phân loại. ....................................................................................................................11

1.3 CꢀU TẠO CHUNG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG .........................................12

1.3.1 Cụm cấp liệu ..............................................................................................................12

1.6 KHÁI NIỆM VỀ BÊ TÔNG ..........................................................................................15

1.6.1 Cấu Tạo Bê Tôn g ........................................................................................................15

1.6.2 Các đặc tính của bê tông .............................................................................................16

CHƯƠNG 2 :........................................................................................................................20

GIỚI THIỆU PLC S7 -300 VÀ CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUA N ...........................................20

2.1 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 -300 CỦA SIEMENS. ..........................................................20

2.1.1. PLC là gì? ..................................................................................................................20

2.1.2. Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của PLC. ...................................................................20

2.1.3. Ứng dụng của PLC. ...................................................................................................22

2.1.4. Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC S7 -300 của Siemens...................................23

2.1.5. Vòng quét chương trình .............................................................................................27

2.1.6. Cấu trúc chương trình của S7 -300 .............................................................................28

2.1.7. Các lệnh sử dụng trong chương trình.........................................................................30

2.2 CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN .......................................................................................31

2.2.1. Module Analog của Siemens. ....................................................................................31

2.2.2. Đầu đọc tín hiệu cân PAXS và PAX I ........................................................................32

2.2.3. Thiết bị khí nén ..........................................................................................................34

2.2.4. Cảm biến ....................................................................................................................34

CHƯƠNG 3 :........................................................................................................................36

GIỚI THIỆU VỀ PHẦM MỀM THIẾT KẾ WINCC .........................................................36

3.1. GIỚI THIỆU CHUNG..................................................................................................36

3.3. CÁC CꢀU HÌNH HỆ THỐNG CƠ BẢN: ...................................................................38

8

3.4. CÁC BƯỚC LẬP TRÌNH TRÊN WINCC. .................................................................39

3.4.1. Khởi tạo một dự án: ...................................................................................................39

3.5. TRUYỀN THÔNG TRONG MÔI TRƯỜNG WINCC: ..............................................41

3.6 CÁC CÔNG CỤ SOẠN THẢO CƠ BẢN CỦA WINCC .............................................44

3.6.1. Thiết kế đồ hoạ của WinCC (graphic desginer) ........................................................44

3.6.2. Cấu trúc của Graphic Designe r ..................................................................................45

3.7. THIẾT LẬP MỘT CꢁA SỔ Đꢂ HOẠ MỚI TRONG CꢁA SỔ WINCC EXPLORER,

.............................................................................................................................................47

CHƯƠNG 4 :........................................................................................................................50

Sꢁ DỤNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA PLC VÀ WINC C ............................................50

4.1 . CÁCH KHỞI ĐỘNG ....................................................................................................50

4.2 . VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRÊN STEP 7 .............................................51

4.3. GIAO DIỆN NGƯỜI MÁY. ........................................................................................52

4.4. GIAO DIỆN MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TRỘN BÊ TƯƠI CỦA NHÀ MÁY...........53

4.5. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ...............................................................................................54

4.6 CꢀU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PLCS730 0 ...............................................................55

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................57

KẾT LUẬN ..........................................................................................................................58

9

LỜI MỞ ĐẦU

Ngành Tự động hóa là một trong những ngành quan trọng và mang tính

quyết định cho sự phát triển của một quốc gia. Từ những thiết bị thô sơ lạc

hậu trong những ngày đầu, đến nay ngành Tự động hóa ở Việt Nam đã có

những bước tiến, bước phát triển vượt bậc với các hệ thống cơ sở hạ tầng,

công nghệ hiện đại. Tự động hóa được xem như là huyết mạch của nền kinh

tế, phát triển Tự động hóa sẽ là tiền đề cho các ngành kinh tế khác phát triển.

Ngày nay, hệ thống điều khiển, giám sát tự động không còn quá xa lạ

với chúng ta. Nó được ra đời từ rất sớm nhằm đáp ứng nhu cầu thiết yếu trong

cuộc sống của con người. Vì vậy, điều khiển tự động đã trở thành một ngành

khoa học kỹ thuật chuyên nghiên cứu và ứng dụng tự động hóa vào thực tiễn

lao động và sản xuất của con người. Đặc biệt trong lĩnh vực xây dựng, việc

ứng dụng PLC trong quá trình sản xuất bê tông tại các trạm trộn bê tông xi

măng thực sự đã mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn cho các quá trình sản xuất.

Vì thế, nhằm tạo điều kiện tốt nhất để có thể tiếp xúc, làm quen với các

thiết bị tự động và vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế. Em đã chọn

đề tài: “Điều khiển giám sát hệ thống trạm trộn bê tông qua giao diện wincc ”.

Trong quá trình thực hiện đề tài, ngoài sự cố gắng tìm hiểu và học hỏi còn

nhận được sự hướng dẫn tận tình từ thầy NGÔ QUANG VĨ. Em xin gửi lời

cảm ơn chân thành nhất tới thầy. Chúc thầy luôn mạnh khỏe và thành công

trong công tác giảng dạy. Do khả năng còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn

ít nên có những sai sót không thể tránh, Em rất mong nhận được sự chỉ bảo từ

quý thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn.

Sinh viên thực hiện đề tài

HOÀNG THẾ LONG

10

CHƯƠNG 1 :

TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG.

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Hiện nay trên thị trường có hai loại trạm trộn chính: trạm trộn bê tông

nhựa nóng và trạm trộn bê tông xi măng.

-Trạm trộn bê tông nhựa nóng: dùng để sản xuất bê tông từ hỗn hợp

nhựa đường (hắc ín), đá, chất phụ gia…, nó được ứng dụng phổ biến trong

xây dựng đường xá, các công trình giao thông, cầu, cảng… được rải lên bề

mặt.

-Trạm trộn bê tông xi măng: Ứng dụng rộng rãi trong đời sống hiện nay

nhất là trong lĩnh vực xây dựng, bê tông được sản xuất từ hỗn hợp cát, đá, xi

măng, nước và phụ gia.

1.2 TRẠM TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG

1.2.1 Giới thiệu.

Trạm trộn bê tông xi măng là một tổng thành nhiều cụm và thiết bị, các

cụm thiết bị này phải phối hợp nhịp nhàng với nhau để hòa trộn các thành

phần: cát, đá, nước, phụ gia và xi măng được tạo thành hỗn hợp bê tông xi

măng. Một trạm trộn bê tông có các yêu cầu chung sau đây:

- Đảm bảo trộn và cung cấp được nhiều mác bê tông với thời gian điều

chỉnh nhỏ nhất.

- Cho phép sản xuất được hai loại hỗn hợp bê tông khô hoặc ướt. - Hỗn

hợp bê tông không bị tách nước hay bị phân tầng khi vận chuyển.

- Trạm làm việc ổn định, không ồn, không gây ô nhiễm môi trường.

- Lắp đặt sửa chữa đơn giản.

- Có thể làm việc ở hai chế độ là tự động hoặc bằng tay.

1.2.2 Phân loại.

Có 2 loại trạm trộn bê tông xi măng chính như sau:

11

- Trạm trộn bê tông xi măng cấp liệu bằng băng tải.

- Trạm trộn bê tông xi măng cấp liệu bằng gầu.

Mặc dù có hai loại trạm trộn bê tông xi măng, tuy nhiên nhìn chung đều

bao gồm các cụm và thiết bị sau:

- Cụm cấp nguyên liệu.

- Thiết bị định lượng (cát, đá, xi măng, nước và phụ gia).

- Hệ thống điều khiển.

- Thiết bị trộn, máy trộn.

- Kết cấu phụ.

1.3 CẤU TẠO CHUNG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG

Tuy có 2 loại trạm trộn bê tông nhưng nhìn chung đều bao gồm các

cụm thiết bị sau

-Cụm cấp nhiên liệu

-Thiết bị định lượng(cát , đá ,xi măng , nước)

-Hệ thống điều khiển

-Thiết bị trộn máy trộn

-Kết cấu thép

1.3.1 Cꢀm cấp liệu

*Cấp cát đá lên thùng trộn bê tông

Việc ấp cát đá lên thùng trộn bê tông có nhiều cách khác nhau tuy

nhiên tham khảo thực tế ta có 2 cách khác nhau

a.Cấp kiểu gầu

+Nguyên lí

-Vật liệu đất đá cát xi măng được tập kết ngoài bái liệu ở các ngăn

riêng biệt, sau đó được gầu cào đổ vào thiết bị định lượng, sau khi được định

lượng vật liệu được xả vào skip từ skip vật liệu được đổ vào thùng trộn

+Ưu điểm

12

-Cấp trực tiếp từ nãi chứa mà không cần quá thiết bị vận chuyển trung

gian

-Diện tích mặt bằng không cần lớn lắm

+Nhược điểm

-Vật liệu ở bãi chứa phải được phải được vun cao cho đủ lượng dự trữ

- Việc cấp nhiên liệu cho máy trộn khồn lien tục

-Với phương án này thì chỉ có thể sử dụng ở trạm trộn có công suất

thấp

b.Cấp nhiên liệu kiểu bang tải

*Nguyên lí

- Vật liệu được tập kết ngoài bãi sau dó được máy xúc gầu múc vào

thiết bị định lượng. Sau khi được định lượng thì bang tải vận chuyển vật liệu

và thùng trộn.

* Ưu điểm

- Cấp vật liệu cho máy trộn được liên tục

- Cật liệu ở bãi chứa không cần vun cao không cần phải phân cách vật

liệu

*Nhược điiểm

- Việc cấp nhiên liệu cho bang tải phải có thiết bị chuyên dùng

- Phương án này dùng cho trạm trộn có công suất lớn

1.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TRẠM TRỘN BÊ TÔNG XI

MĂNG

Hầu hết các trạm trộn bê tông xi măng tự động hiện nay đều hoạt động

theo quy trình và nguyên tắc dưới đây:

- Nhập đầu vào về thông tin, khối lượng, tỷ lệ để tạo một mẻ bê tông

như mong muốn vào hệ thống điều khiển.

- Bật nguồn công tác cho hệ thống tự động hoạt động

- Định lượng các vật liệu theo tiêu chuẩn cần thiết

13

+ Đầu tiên là quá trình cấp liệu cho hệ thống trạm trộn: Xi măng được

lữu trữ trong các silo, cát, đá, sỏi được băng tải hoặc tời kéo vận chuyển đổ

đầy vào các phễu cấp liệu.

Tiếp theo, người điều kiển cần thiết lập các thông số về tỉ lệ cấp liệu

vào hệ thống điều kiển tự động. Khi bắt đầu vận hành, hệ thống sẽ lấy vào

nguyên vật liệu theo tỉ lệ đã được định sẵn. Sau đó vật liệu được đưa lên cối

trộn, tại đây vật liệu cát, đá, sỏi, xi măng và phụ gia được hòa trộn với nước.

Dưới sự vận hành của máy trộn bê tông để tạo nên những mẻ bê tông chất

lượng đúng như yêu cầu.

Lưu ý 1 : Để tạo nên những mẻ bê tông tươi chất lượng nhất thì ngoài

tỷ lệ hòa trộn giữa các vật liệu phải chính xác, thì các vật liệu bê tông phải

được trộn đều và hàm lượng không khí trong hỗn hợp sau khi trộn phải nhỏ

nhất có thể để tránh sinh ra các bọt khí làm xốp bê tông khi đông cứng. Chính

vì vậy việc sử dụng trạm trộn bê tông sẽ đảm bảo được chất lượng bê tông, từ

đó nâng cao chất lượng, sự vững chắc cho các công trình xây dựng. Và một

trạm trộn bê tông chất lượng thì cần có máy trộn bê tông chất lượng mới đảm

bảo độ trộn đều cốt liệu tốt nhất.

Lưu ý 2: Trong quá trình sử dụng cần thường xuyên bảo trì, bảo dưỡng

máy trộn và các bộ phận khác của trạm trộn, đặc biệt cần phải thường xuyên

làm sạch cối trộn, silo, băng tải để hệ thống vận hành chính xác.

1.5 KHI NÀO CẦN SỬ DỤNG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG.

Hỗn hợp vữa bê tông tươi được trộn bằng trạm trộn luôn mang lại chất

lượng rất tốt tuy nhiên không phải lúc nào chúng ta cũng cần sử dụng đến

trạm trộn bê tông bởi thiết bị này cho ra lượng bê tông thương phẩm rất lớn

nên chỉ những công trình lớn như làm nhà chung cư cao tầng, làm cầu… mới

cần thiết lắp đặt tại chỗ hoặc có thể hợp tác với một số đơn vị chuyên cung

cấp bê tông thương phẩm như Asphalt, Việt Đức, Hoàng Thịnh …. còn các

14

công trình nhỏ lẻ mang tính chất dân dụng thì có thể tham khảo các loại máy

trộn bê tông mini giá rẻ của chúng tôi.

Trên đây chúng ta đã khám phá tổng quan về một thiết bị được sử dụng

rất phổ biến trong xây dựng như Trạm trộn bê tông xi măng là gì? Cấu tạo và

nguyên lý hoạt động. Chúng tôi hy vọng sau bài viết này bạn sẽ hiểu rõ và chi

tiết hơn về trạm trộn bê tông cũng như toàn bộ quá trình hoạt động của một

trạm trộn. Đây là một trong những máy xây dựng không thể thiếu trong các

hoạt động xây dựng ngày này, nhằm đảm bảo tiến độ, tiết kiệm chi phí cũng

như nâng cao chất lượng cho mỗi công trình.

1.6 KHÁI NIỆM VỀ BÊ TÔNG

Bê tông (gốc từ béton trong tiếng Pháp) là một loại đá nhân tạo, đươcj

hình thành bởi việc trộn các thành phần: Cốt liệu thô, cốt liệu mịn, chất kết

dính,... theo một tỷ lệ nhất định (được gọi là cấp phối bê tông).Trong bê tông,

chất kết dính (xi măng + nước, nhựa đường, phụ gia...) làm vai trò liên kết các

cốt liệu thô (đá, sỏi,...đôi khi sử dụng vật liệu tổng hợp trong bê tông nhẹ) và

cốt liệu mịn (thường là cát, đá mạt, đá xay,...) và khi đóng rắn, làm cho tất cả

thành một khối cứng như đá.

1.6.1 Cấu Tạo Bê Tông

a) Xi măng:

-Xi măng là thành phần đặc biệt quan trọng của bê tông. Xi măng có

nhiều loại 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 lựa chọn loại xi măng, ta vừa phải đảm bảo chất

đúng yêu cầu kĩ thuật, vừa phải giải quyết tốt bài toán kinh tế.

b) Cát:

- Cát dùng trong sản xuất bê tông có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân

tạo, kích thước hạt cát là từ 0.4 - 5 mm. Chất lượng cát phụ thuộc vào thành

15

phần khoáng, thành phần tạp chất, thành phần hạt… Trong thành phần của bê

tông cát chiếm khoảng 29%

c) 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 sao cho phù hợp. Trong

thành phần bê tông đá dăm chiếm khoảng 52%.

d) Nước:

-Nước là thành phần quan trong không thể thiếu trong sản xuất bê tông.

Nước dùng trong sản xuất bê tông phải đáp ứng đủ tiêu chuẩn để không ảnh

hưởng xấu đến khả năng ninh kết của bê tông và chống ăn mòn kim loại.

e) Chất phụ gia:

-Phụ gia sử dụng thường có dạng bột, được chia ra 2 loại:

- Loại phụ gia hoạt động bề mặt: Được sử dụng một lượng nhỏ nhưng

có khả năng cải thiện đáng kể tính chất của hỗn hợp bê tông và tăng cường

nhiều tính chất khác của bê tông.

- Loại phụ gia rắn nhanh: Có khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc của

bê tông trong điều kiện tự nhiên cũng như nâng cao cường độ bê tông.

Hiện nay trong công nghệ sản xuất bê tông người ta còn sử dụng phụ

gia đa chức năng.

1.6.2 Các đặc tính của bê tông.

a) Độ cứng của bê tông: Độ cứng của bê tông là khả năng chống lại các

lực tác động từ bên ngoài mà không bị phá hoại, nó phản ánh khả năng chịu

lực của bê tông. Độ cứng của bê tông phụ thuộc vào tính chất của xi măng, tỷ

lệ nước và xi măng, phương pháp đổ bê tông và điều kiện đông cứng. Để đặc

trưng cho độ cứng của bê tông người ta dùng “mác bê tông”. Mác của một

loại bê tông (ký hiệu M) là cường độ chịu lực nén (tính theo N/cm2) của mẫu

bê tông hình lập phương cạnh 15cm, tuổi 28 ngày được dưỡng hộ và thí

nghiệm theo điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 20oC ± 2oC), độ ẩm không khí

16

90% đến 100%. Mác M là chỉ tiêu cơ bản nhất đối với mọi loại bê tông và

mọi kết cấu.

Tiêu chuẩn nhà nước quy định bê tông có các mác thiết kế sau:

- Bê tông nặng: M100, M150, M200, M250, M300, M350, M400,

M500, M600. Bê tông nặng có khối lượng riêng khoảng 1800 - 2500kg/m3

cốt liệu sỏi đá đặc chắc.

- Bê tông nhẹ: M50, M75, M100, M150, M200, M250, M300. Bê tông

nhẹ có khối lượng riêng trong khoảng 800 -1800kg/m3, cốt liệu là các loại đá

có lỗ rỗng, keramzit, xỉ quặng,...

Trong kết cấu bê tông cốt thép chịu lực phải dùng mác không thấp hơn

M150. Độ cứng của bê tông tăng theo thời gian, đây là một tính chất đáng quý

của bê tông, đảm bảo cho công trình làm bằng bê tông bền lâu hơn những

công trình làm bằng gạch, đá, gỗ, thép. Lúc đầu độ cứng bê tông tăng lên rất

nhanh, sau đó tốc độ giảm dần. Trong môi trường (nhiệt độ, độ ẩm) thuận lợi

sự tăng độ cứng có thể kéo

dài trong nhiều năm, trong điều kiện khô hanh hoặc nhiệt độ thấp thì độ

cứng bê tông tăng không đáng kể.

b) Độ giãn nở của bê tông: Trong quá trình rắn chắc, bê tông thường

phát sinh biến dạng thể tích, nở ra trong nước và co lại trong không khí. Về

giá trị tuyệt đối độ co lớn hơn độ nở 10 lần một giới hạn nào đó, độ nở có thể

làm tốt hơn cấu trúc của bê tông còn hiện tượng co ngót luôn kéo theo hậu

quả xấu.

Bê tông bị co ngót do nhiều nguyên nhân: trước hết là sự mất nước

hoặc xi măng, quá trình Cacbon hoá Hyđroxit trong đá xi măng. Hiện tượng

giảm thể tích tuyệt đối của hệ xi măng - nước. Co ngót là nguyên nhân gây ra

nứt, giảm cường độ, chống thấm và để ổn định của bê tông, và bê tông cốt

thép trong môi trường xâm thực. Vì vậy đối với những công trình có chiều dài

lớn, để tránh nứt người ta đã phân đoạn để tạo thành các khe co dãn.

17

c) Tính chống thấm của bê tông: Tính chống thấm của bê tông đặc

trưng bởi độ thẩm thấu của nước qua kết cấu bê tông. Độ chặt của bê tông

ảnh hưởng quyết định đến tính chống thấm của nó. Để tăng cường tính chống

thấm phải nâng cao độ chặt của bê tông bằng cách đầm kỹ, lựa chọn tốt thành

phần cấp phối hạt của cốt liệu, giảm tỷ lệ nước, xi măng ở vị trí số tối thiểu.

Ngoài ra để tăng tính chống thấm người ta còn trộn bê tông một số chất phụ

gia.

d) Quá trình đông cứng của bê tông và biện pháp bảo quản: Quá trình

đông cứng của bê tông phụ thuộc vào quá trình đông cứng của xi măng thời

gian đông kết bắt đầu không sớm hơn 45 phút.

Vì vậy sau khi trộn bê tông xong cần phải đổ ngay để tranh hiện tượng

vữa xi măng bị đông cứng trước khi đổ thời gian từ lúc bê tông ra khỏi máy

trộn đến lúc đổ xong một lớp bê tông (không có tính phụ gia) không quá 90'

khi dùng xi măng pooclăng không quá 110', khi dùng xi măng pooclăng xỉ,

tro núi lửa, xi măng pulơlan. Thời gian vận chuyển bê tông (kể từ lúc đổ bê

tông ra khỏi máy trộn) đến lúc đổ vào khuôn và không nên lâu quá làm cho

vữa bê tông bị phân tầng.

Nhiệt độ ( 0C )

20 đến 30

Thời gian vận chuyển ( phút )

45

60

90

10 đến 20

5 đến 10

Bảng thời gian vận chuyển cho phép của bê tông (không có phụ gia

Từ quy trình làm việc trên ta thấy trạm trộn bê tông làm việc theo một

chu trình với hữu hạn các bước được lặp lại. Với nhu cầu công nghiệp hóa,

hiện đại hóa của nền kinh tế, nhu cầu tự động hóa cho các nhà máy xí nghiệp,

thì một bài toán được đặt ra là: cần phải thiết kế hệ thống điều khiển cho trạm

trộn bê tông.

18

Trong báo cáo này, ta đi sẽ thiết kế hệ thống tự động hóa cho trạm trộn

bê tông công suất nhỏ (10 – 30 m3/h), sử dụng thiết bị điều khiển logic khả

trình PLC. Phát biểu bài toán: “Thiết kế hệ thống tự động hóa cho trạm trộn

bê tông công suất nhỏ trên nền thiết bị khả trình PLC.”

19

CHƯƠNG 2:

GIỚI THIỆU PLC S7-300 VÀ CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN

2.1 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300 CỦA SIEMENS.

2.1.1. PLC là gì?

PLC (viết tắt của Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển

lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều

khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình

để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi

tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ

như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm. PLC dùng để thay thế các

mạch relay (rơ le) trong thực tế. PLC hoạt động theo phương thức quét các

trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ

thay đổi theo. Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State Logic.

Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC như Siemens, Allen-Bradley,

Mitsubishi Electric, General Electric, Omron, Honeywell,... Một khi sự kiện

được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được

gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục "lặp" trong

chương trình do "người sử dụng lập ra" chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín

hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình. Trong bài toán này, với đối tượng

là một trạm trộn bê tông xi măng, ta sẽ dùng PLC để điều khiển nó.

2.1.2. Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của PLC.

a) Cấu trúc: Tất cả các PLC đều có thành phần chính là: Một bộ nhớ

chương trình RAM bên trong (có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài

EPROM). Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC.

Các Modul vào /ra. Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm

một đơn vị lập trình bằng tay hay bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình

đơn giản đều có đủ RAM để chứa đựng chương trình dưới dạng hoàn thiện

20