Các khái niệm chung về công nghệ sản xuất bê tông nhựa nóng
Bê tông nhựa nóng
Bê tông nhựa nóng (BTNN) là hỗn hợp gồm đá, cát, bột khoáng và nhựa đường, chủ yếu dùng để làm kết cấu mặt đường mềm Tính chất và chất lượng của BTNN phụ thuộc vào thành phần cấp phối, cỡ hạt, cường độ hạt và tỷ lệ nhựa đường, đồng thời bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và chế độ trộn Bê tông nhựa nóng có nhiều loại khác nhau.
Bê tông nhựa có nhiều loại và có thể phân loại như sau:
Dựa vào loại nhựa và nhiệt độ thi công, có thể phân loại rải thành hai loại: rải nóng và rải ấm Rải nóng sử dụng nhựa đặc với độ kim lún 60/90 hoặc 40/60, được thực hiện ở nhiệt độ từ 120°C đến 140°C, thường được gọi là BTNN Trong khi đó, rải ấm sử dụng nhựa có độ kim lún 200/300.
130/200, loại rải nguội khi dùng nhựa lỏng nguội hay nhũ tương
Căn cứ vào độ chặt khi lu lèn chia thành loại có độ chặt lớn – có độ rỗng 3-
5% khi rải thảm lớp bề mặt; loại có độ chặt nhỏ có độ rỗng 5-10% dùng cho lớp dưới
Theo hàm lượng đá dăm có cỡ hạt >5 (mm), có thể chia thành loại nhiều đá dam (50%-60%), loại vừa ( 30-50%), loại ít ( 20-25%)
Theo kích cỡ lớn nhất của viên đá chia thành:
Loại hạt thô dùng cho lớp lót hoặc lớp bù vênh có dmax hạt < 40(mm)
Loại hạt vừa (hạt trung) có dmax < 20 (25) (mm)
Loại bê tông hạt mịn dung cho lớp mặt khi có cỡ hạt lớp nhất là 5(mm)
Trạm trộn bê tông nhựa nóng
a Trạm bê tông nhựa nóng
Trạm trộn bê tông nhựa nóng (TTBTNN) là một hệ thống bao gồm nhiều thiết bị hoạt động đồng bộ để trộn cát, đá nóng và phụ gia với nhựa đường nóng theo tỷ lệ quy định, nhằm tạo ra bê tông nhựa nóng Việc phân loại trạm trộn bê tông nhựa nóng giúp xác định các loại thiết bị và công nghệ phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể.
Có nhiều cách phân loại trạm trộn bê tông nhựa nóng, trên thực tế thưồng phân loại như sau:
Dựa vào tính cơ động của trạm chia ra: Trạm trộn di động, trạm trộn cố định, và trạm có tính cơ động cao (trên móng nổi)
Dựa vào nguyên tắc làm việc chia ra: Trộn theo chu kỳ và trộn liên tục
Dựa theo năng suất thường dùng của trạm trộn , chia làm 3 loại: Loại trạm trộn năng suất lớn (từ 80 - 150 (tấn/giờ)); Loại trạm trộn năng suất vừa (40 -
60 (tấn/ giờ)) và loại trạm trộn có năng suất nhỏ (dưới 30 (tấn/ giờ)) Loại rất lớn từ 200- 400 (tấn/ giờ) ít dùng
Trạm trộn bê tông nhựa nóng được phân loại dựa trên cách di chuyển của luồng vật liệu, bao gồm trạm trộn nằm ngang và trạm trộn kiểu hình tháp Mỗi loại trạm trộn có những ưu nhược điểm riêng, ảnh hưởng đến hiệu suất và ứng dụng trong xây dựng.
Trạm trộn bê tông nhựa nóng (BTNN) cố định được thiết kế trên nền móng bê tông vững chắc, có diện tích rộng, nhằm sản xuất một khối lượng lớn bê tông nhựa Việc di chuyển trạm này thường gặp khó khăn và tốn kém, do đó ít khi được thực hiện Trạm loại này có năng suất rất cao, phù hợp cho các dự án lớn.
Trạm BTNN kiểu cơ động thường được thiết kế trên các kết cấu kiểu rơmoóc, cho phép di chuyển dễ dàng Tuy nhiên, loại trạm này chỉ phù hợp với năng suất nhỏ dưới 30 T/h Mặc dù mang tính cơ động, nhưng tại Việt Nam, khả năng di chuyển của chúng trở nên hạn chế do quá trình di chuyển cồng kềnh và cần sử dụng đầu kéo.
Trạm BTNN kiểu đặt trên móng nổi là lựa chọn lý tưởng cho các trạm có năng suất từ 30 đến 120 (T/h), có thể đạt tối đa 150 (T/h) Loại trạm này nổi bật với tính cơ động cao và hiệu quả kinh tế lớn, được Việt Nam lần đầu tiên đưa vào sử dụng vào năm 1993.
Trạm trộn BTNN hoạt động theo chu kỳ, nơi vật liệu được trộn và lấy sản phẩm ra theo từng mẻ Thùng trộn có cấu tạo với các cánh khuấy trên hai trục quay ngược chiều nhau Vật liệu như cát, đá nóng và chất phụ gia được định lượng chính xác trước khi được đưa vào thùng trộn để kết hợp với nhựa đường nóng Nhựa đường được bơm vào thùng dưới dạng sương, bao bọc các hạt vật liệu Sau khi trộn đều, hỗn hợp sẽ được xả xuống phương tiện vận chuyển qua cửa mở dưới đáy thùng Ưu điểm của trạm trộn này là khả năng khuấy trộn đồng đều, dễ dàng điều chỉnh tỷ lệ thành phần vật liệu và định lượng chính xác, trong khi nhược điểm là chi phí năng lượng cho quá trình trộn khá cao.
Trạm trộn bê tông nhựa nóng (BTNN) liên tục hoạt động bằng cách cung cấp sản phẩm ra liên tục qua cửa thùng trộn, với hai cửa: một cửa để cấp nguyên liệu như cát, đá nóng và chất phụ gia, và một cửa để sản phẩm được đổ ra phương tiện vận chuyển Ưu điểm của trạm trộn BTNN liên tục là năng suất cao và chi phí năng lượng thấp cho việc trộn Tuy nhiên, nhược điểm là hỗn hợp trộn không đồng đều và khả năng định lượng cốt liệu không chính xác, dẫn đến chất lượng sản phẩm không đạt yêu cầu cao.
Trạm trộn bê tông nhựa được bố trí trên cùng một mặt bằng, với các cụm máy không chồng lên nhau, mang lại nhiều ưu điểm như dễ dàng lắp ráp, chiều cao trạm thấp và thuận lợi trong việc sửa chữa, điều chỉnh Tuy nhiên, nhược điểm của loại trạm này là chiếm diện tích mặt bằng rộng và cồng kềnh.
Trạm trộn bê tông nhựa nóng (BTNN) được thiết kế theo kiểu tháp, trong đó các cụm máy được xếp chồng lên nhau Cụ thể, thiết bị sàng và chứa vật liệu nóng được đặt trên thiết bị cân, và thiết bị cân lại nằm trên thiết bị trộn Kiểu bố trí này mang lại nhiều ưu điểm trong quá trình sản xuất.
Có 5 cách bố trí trạm trộn, trong đó mặt băng được thu gọn với máy làm việc liên hoàn từ trên xuống dưới Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là chiều cao trạm khá lớn, dẫn đến công việc lắp đặt trở nên phức tạp và việc sửa chữa, bảo dưỡng gặp khó khăn Ngoài ra, nền móng cho khối tháp cần đảm bảo độ ổn định khi hoạt động cũng như khi có gió bão.
Độ trộn đều mà năng suất cao
Nhiệt độ trong các bộ phận gia nhiệt như sấy vật liệu, nấu nhựa đều được khống chê tự động có điều khiển từ xa
Hệ thống cân đong tự động hoàn toàn với hiển thị số sử dụng thiết bị điện tử, đảm bảo độ chính xác cao trong việc xác định thành phần cốt liệu trộn.
Kết cấu trạm gọn, nhẹ, cơ động, tiêu hao nhiên liệu ít
Trạm trộn bê tông nhựa nóng hiện đại không chỉ đảm bảo hiệu suất cao mà còn giúp bảo vệ môi trường xung quanh bằng cách giảm thiểu ô nhiễm Hệ thống thu bụi của trạm đạt hiệu quả trên 95%, đặc biệt là đối với các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 8 micrômet.
Nguyên lí hoạt động của trạm trộn bê tông nhựa nóng
Sau khi nghiên cứu các loại trạm trộn phổ biến tại Việt Nam từ các nhà sản xuất như SPECO (Hàn Quốc), Vinabima và Nhà máy Cơ khí Công trình, chúng tôi nhận thấy rằng trạm trộn bê tông nhựa nóng làm việc theo chu kỳ là loại trạm chủ yếu được sử dụng trong các công trình trên toàn quốc Do đó, trong đồ án này, chúng tôi quyết định tìm hiểu và xây dựng bản mô phỏng dựa trên công nghệ của loại trạm này.
Sơ đồ công nghệ của trạm BTNN kiểu chu kỳ
Bãi cát đá Nhựa đường
Máy xúc Thùng nấu thô
Phễu cát Phễu đá lớn Phễu đá một
Thùng nấu Tháp tách + tinh ống khói
Thùng nấu dầu môi chất Bồn chứa
Các ô chứa vật liệu nóng
Phễu cân cát đá Buồng trộn
Biểu đồ 1.1 Sơ đồ công nghệ trạm trộn BTNN kiểu chu kỳ
Nguyên lí hoạt động của trạm BTNN kiểu chu kỳ
Cát đá từ kho bãi được máy bốc xúc đưa vào các ngăn phễu cấp vật liệu, mỗi ngăn chứa một loại vật liệu riêng biệt Dưới mỗi phễu, thiết bị định lượng sơ bộ sẽ điều chỉnh lượng vật liệu rơi xuống máng cấp liệu, sau đó được chuyển vào băng chuyền và đưa lên thùng sấy, nơi vật liệu được rang sấy đến nhiệt độ 200 - 220°C nhờ ngọn lửa ở buồng đốt Hơi nóng sau khi đi qua thùng sấy sẽ được thu lại qua các thiết bị thu bụi và xilo trước khi thải ra ngoài Bụi không chứa hạt sét sẽ được thu hồi và đưa vào thùng chứa bột đá để tái sử dụng Sau khi rang nóng, vật liệu đá dăm và cát sẽ được chuyển vào máy sàng, phân loại thành các cỡ hạt 0 - 5(mm), 5 – 15(mm) và 15 - 35(mm), mỗi cỡ rơi xuống một ngăn tương ứng Bột đá từ kho chứa phụ gia cũng được chuyển đến thùng chứa qua băng gầu Dưới các ngăn của thùng chứa, thiết bị cân đong sẽ đảm bảo hỗn hợp vật liệu được cân theo tỷ lệ quy định cho bê tông nhựa với sai số cho phép < ± 1% trọng lượng trước khi đưa vào thùng trộn.
Nhựa được đun nóng đến 160° - 165°C và sau đó được bơm và định lượng tại thiết bị định lượng trước khi vào thùng trộn với độ sai số cho phép ± 1,5% Hỗn hợp đá, cát, bột đá (có thể thêm chất phụ gia) được trộn đều trong thùng trong khoảng 10 - 25 giây Tiếp theo, nhựa sẽ được phun vào và nhào trộn trong 10 - 20 giây trước khi xả sản phẩm vào xe vận chuyển hoặc chứa vào silo có vỏ bọc cách nhiệt Nhiệt độ của hỗn hợp bê tông sau khi trộn phải đạt từ 150° - 160°C, có thể lên tới 170°C tùy thuộc vào khoảng cách vận chuyển.
Cấu tạo, nguyên lí hoạt động từng cụm cấu thành của Trạm trộn
Hình 1.1 Tổng quan Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt
Phễu cấp liệu là thiết bị dùng để chứa và cung cấp vật liệu như cát và đá xuống băng tải cao su nằm ngang phía dưới, thông qua hệ thống băng tải định lượng sơ bộ Thiết bị này được lắp ráp trên khung cứng với cấu trúc chia làm hai tầng Ở phía trên, bốn phễu được trang bị lưới chắn sơ bộ nhằm giữ lại các viên đá quá cỡ, cành cây và các vật lạ lớn hơn kích thước lưới 100x100 Tại đáy phễu, các băng tải định lượng sơ bộ kết hợp với hệ thống biến tần được bố trí để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
Hình 1.2 Phễu cấp liệu nguội
Vật liệu được định lượng sơ bộ bằng cách điều chỉnh cao độ cửa mở, tạo ra khe hở giữa băng tải và cánh cửa, từ đó điều chỉnh tiết diện dòng chảy vật liệu theo yêu cầu Trong suốt quá trình làm việc, độ cao cửa mở được giữ cố định, và việc điều chỉnh lượng vật liệu được thực hiện thông qua việc điều chỉnh tần số động cơ qua biến tần, nhằm thay đổi tốc độ băng tải cấp liệu.
1.3.2 Băng tải cao su nằm ngang:
Hình 1.3 Băng tải cao su nằm ngang
Băng tải cao su đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển vật liệu từ các phễu chứa sau khi đã được định lượng sơ bộ, đưa vào máng đón của băng tải nghiêng.
1.3.3 Băng tải cao su nghiêng:
Băng tải nghiêng có nhiệm vụ cung cấp vật liệu đều đặn vào tang sấy, với cấu tạo tương tự như băng tải cao su nằm ngang nhưng nghiêng 16 độ so với phương nằm ngang Máng đón vật liệu kết hợp với sàng sơ bộ dạng thanh giúp loại bỏ đá quá cỡ lớn hơn hoặc bằng 80mm.
Hình 1.4 Băng tải cao su nghiêng
Tang sấy vật liệu có chức năng sấy khô các loại vật liệu từ trạng thái môi trường ẩm ướt và lạnh, đạt được nhiệt độ khô và nóng từ 150°C đến 200°C.
Hình 1.5 Tang sấy vật liệu
Cấu tạo chính của tang sấy bao gồm:
Thân tang sấy có hình dạng trụ nằm ngang, bên trong được hàn các cánh nâng xen kẽ nhằm tối ưu hóa hiệu quả sấy vật liệu Bên ngoài, thân tang được bọc bảo ôn và có hai vành lăn ma sát để hỗ trợ cho việc tiếp xúc với bốn con lăn đỡ Bốn con lăn này đảm nhiệm vai trò dẫn động, giúp quay thân tang sấy một cách hiệu quả.
- Phễu nhập vật liệu (Đầu vào tang sấy): Là để tiếp nhận vật liệu từ băng tải nghiêng đổ vào thân tang sấy
Phễu xuất vật liệu trong hệ thống tang sấy có chức năng chuyển giao vật liệu đã được sấy khô, đạt nhiệt độ từ 150 O C đến 200 O C, vào băng gầu nóng Thiết kế của băng gầu nóng và phễu xuất với góc dốc tự do giúp đảm bảo vật liệu di chuyển một cách thông suốt và hiệu quả vào băng gầu nóng.
Khung dầm và chân tang sấy là cấu trúc hỗ trợ cho việc đặt thân tang sấy Trên khung dẫn tang sấy được lắp đặt 4 bộ con lăn ma sát cùng với 2 bộ con lăn tỳ, giúp kiểm soát sự dịch chuyển dọc của thân tang sấy Toàn bộ hệ thống tang sấy được đặt trên cấu trúc này.
4 chân trụ và góc nghiêng đều của toàn hệ thống là 4 O theo chiều xuôi của dòng vật liệu
- Hệ thống dẫn động tang sấy: Là động lực xuất phát từ 4 động cơ, thông qua
Hệ thống truyền động puly và dây đai kết nối với hộp giảm tốc treo, gắn vào trục con lăn ma sát, giúp đảm bảo thân tang sấy quay đều trong suốt quá trình hoạt động.
- Hệ thống gia nhiệt tang sấy: Sử dụng đầu đốt.Toàn bộ hoạt động của tang sấy đều được điều khiển tự động hoá hoàn toàn quá trình đốt
Buồng đốt tang sấy được thiết kế hình trụ và đặt trên giá đỡ, với góc nghiêng trùng khớp với góc nghiêng của tang sấy Thiết kế này giúp ngọn lửa đốt tập trung đúng tâm tang sấy, tối ưu hóa việc sử dụng 100% nhiệt lượng từ đầu đốt.
- Vỏ buồng đốt có cấu tạo 3 lớp: Lớp trong xây gạch chịu lửa, lớp giữa là bìa Amiăng cách nhiệt và lớp ngoài là vỏ tôn
Băng gầu nóng có nhiệm vụ vận chuyển vật liệu sau khi đã sấy đạt nhiệt độ làm việc
Băng gầu nóng được thiết kế kiểu thang thẳng đứng, hoạt động ở nhiệt độ từ 150 đến 200 độ C, với khung tháp phễu chắc chắn và bu lông xiết chặt Phễu nhập vật liệu nghiêng dốc vào gầu múc giúp quá trình nạp liệu thuận tiện Để tăng cường hiệu suất, băng gầu nóng được trang bị hai bộ lò xo kép, giảm chấn và chống quá tải cho động cơ, đồng thời kéo dài tuổi thọ cho xích tải Với khả năng vận chuyển vật liệu khô và nóng, băng gầu còn có vỏ che bên ngoài để ngăn bụi và giảm thất thoát nhiệt.
1.3.6 Băng gầu vận chuyển phụ gia:
Băng gầu phụ gia có chức năng vận chuyển phụ gia từ vít xoắn lên tháp phễu, nơi có phễu chứa và vít xoắn cân phụ gia để đưa vào phễu cân riêng Nguyên lý cấu tạo của băng gầu phụ gia tương tự như băng gầu nóng, nhưng gầu múc của băng gầu phụ gia nông hơn, giúp vật liệu bột dễ dàng thoát ra.
1.3.7 Vít xoắn vận chuyển phụ gia:
Trong trạm trộn, có hai vít xoắn được sử dụng để vận chuyển phụ gia Vít xoắn cấp phụ gia có nhiệm vụ chuyển phụ gia từ phễu chứa xuống băng gầu, trong khi vít xoắn cân phụ gia ở trên tháp phễu vận chuyển phụ gia từ phễu lưu vào phễu cân Cả hai vít xoắn đều có cấu tạo giống nhau, bao gồm vỏ vít, trục cánh xoắn và ổ đỡ ở hai đầu Khi động cơ hoạt động qua hộp giảm tốc và bộ truyền trung gian, nó sẽ truyền chuyển động quay cho trục xoắn, giúp đẩy vật liệu ra đầu vít nhờ vào cấu trúc xoắn.
Sàng rung đóng vai trò quan trọng trong việc phân loại thành phần cấp phối theo kích cỡ yêu cầu của tiêu chuẩn AASHTO Với cấu trúc bộ rung 02 trục lệch tâm và khả năng rung định hướng, sàng rung nâng cao hiệu quả phân loại nhờ lực rung ổn định trong suốt quá trình hoạt động.
Sàng rung chủ yếu bao gồm hai phần: phần sàng rung và phần vỏ sàng rung Trong quá trình hoạt động, vật liệu được phân loại qua các lớp lưới của sàng Khi trục lệch tâm quay, cấu tạo của trục tạo ra rung động cho khung sàng và các lớp lưới, từ đó giúp phân loại vật liệu hiệu quả.
Mục tiêu đề tài
Như đã trình bày ở chương 1, sau khi tìm hiểu các loại trạm trộn phổ biến ở Việt
Trạm trộn bê tông nhựa nóng làm việc theo chu kỳ hiện đang là loại trạm phổ biến nhất tại Việt Nam Do đó, chúng tôi quyết định xây dựng bản mô phỏng dựa trên công nghệ của loại trạm này, sử dụng bộ PLC Siemens để tối ưu hóa quy trình hoạt động.
S7-315, chúng em đã đưa ra 2 phương án để thiết kế mô phỏng hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông nhựa nóng là:
Phương án 1 đề xuất mô phỏng hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông nhựa nóng bằng cách sử dụng hoàn toàn các tín hiệu giả lập Hệ thống này bao gồm PLC S7-300 và hai máy tính: máy tính thứ nhất kết nối để điều khiển PLC thông qua giao diện HMI, trong khi máy tính thứ hai gửi các tín hiệu giả lập từ hiện trường đến PLC.
Phương án 2 đề xuất mô phỏng hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông nhựa nóng bằng cách xây dựng mô hình với các cơ cấu chấp hành thực tế Hệ thống bao gồm PLC S7-300, mô hình trạm trộn và một máy tính Trong đó, mô hình trạm trộn sử dụng các thiết bị khí nén, động cơ một chiều và van điện để đại diện cho các thiết bị thực địa, trong khi máy tính kết nối với PLC để điều khiển mô hình thông qua giao diện HMI.
Sau khi xem xét hai phương án, nhóm chúng em quyết định mô phỏng hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông nhựa nóng bằng cách xây dựng mô hình với các cơ cấu chấp hành thực tế, nhằm thử sức với các tín hiệu thực.
Chúng em đã đưa ra ý tưởng thực hiện xây dựng một mô hình với các mục tiêu đưa ra như sau :
Mô hình trạm trộn bê tông nhựa nóng hoạt động theo chu kỳ, với cơ chế vận hành và điều khiển tương tự như trạm thực tế, đặc biệt chú trọng vào khu vực tháp chính.
Sử dụng các cơ cấu chấp hành nhỏ gọn như đầu cân, xi lanh khí nén, van điện và động cơ một chiều, hoặc các thiết bị thay thế tương đương, giúp tối ưu hóa không gian và nâng cao hiệu suất trong các ứng dụng công nghiệp.
3 Điều khiển hoạt động bằng 3 chế độ: hoàn toàn thủ công (không dùng PLC), điều khiển bán thủ công, điều khiển tự động
4 Chương trình PLC hoạt động ổn định, có đề phòng sự cố như mất điện
5 Xây dựng giao diện người dùng HMI thân thiện, dễ sử dụng với người vận hành và đa tùy chỉnh cho người quản lý.
Cấu tạo mô hình trạm trộn bê tông nhựa nóng asphalt
Trạm trộn bê tông nhựa nóng làm việc theo chu kỳ là một dây chuyền phức tạp với nhiều thiết bị Việc xây dựng mô hình hoạt động từ khâu cấp liệu đến thành phẩm gặp nhiều khó khăn trong thời gian ngắn Do đó, chúng tôi sẽ tập trung thiết kế mô hình vào khu vực Tháp chính, nơi diễn ra quá trình cân chính xác các thành phần đầu vào cho thùng trộn Các hệ thống như lọc bụi và sàng sẽ không được đưa vào mô hình do khó khăn trong chế tạo và tính chất cơ khí của chúng Hệ thống đầu đốt cũng được loại bỏ do khối lượng công việc nghiên cứu và thực nghiệm lớn, cần sự kết hợp chính xác giữa cơ khí và điều khiển.
Như vậy, mô hình trạm trộn bê tông nhựa nóng được chúng em lên ý tưởng sẽ bao gồm các thiết bị như sau:
• Phễu cấp đá cốt liệu
• Băng tải ngang vận chuyển đá cốt liệu vào tang sấy
• Băng gầu nóng vận chuyển đá cốt liệu nóng lên các phễu nóng
• Phễu nóng chứa 2 loại đá cốt liệu, Phễu chứa phụ gia và Phễu chứa nhựa Asphalt
• Phễu cân cốt liệu, Phễu cân phụ gia và Phễu cân nhựa
• Hệ thống cân sử dụng các đầu cân tì
• Hệ thống điều khiển (PLC S7-315 2 DP và các module mở rộng)
• Hệ thống giao diện người dùng HMI kết nối với PLC thông qua cáp Ethernet
Mo du le DO Hình 2.1 Sơ đồ phác họa ý tưởng
Từ sơ đồ ý tưởng trên ta có thể thấy sơ đồ hoạt động của mô hình sẽ như sau:
Biểu đồ 2.1 Lưu đồ hoạt động của mô hình
Hai loại đá cốt liệu được lưu trữ trong phễu cấp và sau đó được xả xuống băng tải phía dưới Tất cả đá cốt liệu được đưa vào tang sấy để sấy khô Sau khi ra khỏi tang sấy, cốt liệu nóng được băng gầu vận chuyển lên khu vực tháp chính Do khó khăn trong việc chế tạo mô hình để đưa vật liệu lên đúng như mô tả, phần này chỉ được thiết kế chạy không tải theo các tín hiệu điều khiển phù hợp với quy trình công nghệ.
Đá cốt liệu được chuyển lên khu vực tháp chính, qua các mắt sàng và phân loại thành hai loại, sau đó được chứa trong hai phễu nóng Kết hợp với bột khoáng và nhựa nóng, các thành phần này được cân định lượng theo tỷ lệ quy định trong công thức trộn và xả xuống thùng trộn từ phễu cân.
Trong quá trình sản xuất bê tông nhựa nóng, cốt liệu nóng và nhựa nóng được trộn trong thùng trộn qua hai giai đoạn: trộn khô và trộn ướt Sau khi hoàn thành, hỗn hợp bê tông nhựa nóng sẽ được xả trực tiếp vào khay đựng.
Do nhựa nóng Asphalt không thể sử dụng trong mô hình thực tế, chúng tôi sẽ thay thế bằng nước Đồng thời, động cơ trộn sẽ được thay bằng đèn báo trộn, giúp hoạt động của mô hình dễ dàng hơn và đảm bảo vệ sinh.
Thiết kế phần cứng mô hình
Phần cứng cho mô hình trạm trộn được chúng em sử dụng các phần mềm SolidWorks và AutoCad để thiết kế
SolidWorks là phần mềm nổi tiếng của Dassault Systèmes, được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như xây dựng, kiến trúc và cơ khí Phần mềm này sử dụng công nghệ đồ họa máy tính tiên tiến, cho phép người dùng tạo ra các mô hình 3D chi tiết, lắp ráp chúng thành các bộ phận máy hoàn chỉnh, kiểm tra động học và cung cấp thông tin về vật liệu.
AutoCAD là phần mềm ứng dụng CAD để vẽ (tạo) bản vẽ kỹ thuật bằng vectơ 2D hay bề mặt 3D, được phát triển bởi tập đoàn Autodesk
Thiết kế và lắp ráp trước trong không gian đồ họa 3D giúp chúng em gia công phần cứng thực tế một cách nhanh chóng và chính xác hơn.
Hình 2.2 Giao diện làm việc của phần mềm SolidWorks
Hình 2.3 Thiết kế tổng thể mô hình
Hình 2.4 Thiết kế mô hình thùng chứa nhựa nóng
Hình 2.5 Thiết kế mô hình phễu chứa
Hình 2.6 Thiết kế mô hình phễu cân
Hình 2.7 Bản vẽ gia công chi tiết
Lựa chọn các thiết bị sử dụng trong mô hình
Động cơ DC giảm tốc 5V
Cơ cấu băng tải tang sấy và băng gầu được tối giản bằng gỗ ép mỏng và sử dụng động cơ giảm tốc 5V kết hợp với hệ thống bánh răng, giúp duy trì tốc độ băng tải ổn định và mô phỏng chính xác hoạt động thực tế.
Hình 2.8 Động cơ giảm tốc 5V
Thông số kĩ thuật động cơ giảm tốc 5V :
Bảng 2.1 Thông số động cơ giảm tốc 5V Điện áp hoạt động 3-9VDC
Momen xoắn cực đại 800Gfcm min 1:48 (3V)
Tốc độ không tải 125 vòng/phút (3V) , 208 vòng/phút (5V)
Dòng không tải 70mA (max 250mA)
Xi lanh SMC đường kính 10mm hành trình 50mm
Xi lanh khí nén là thiết bị cơ khí hoạt động dựa trên năng lượng khí nén Thiết bị này chuyển hóa năng lượng khí nén thành động năng, giúp pít tông di chuyển theo hướng mong muốn và truyền động đến các thiết bị khác.
- Xi lanh có thể được phân loại thành 2 loại :
• Xi lanh tác động đơn : là loại xi lanh sử dụng khí nén để dịch chuyển pít tông xi lanh dịch chuyển theo hướng nhất định
Xi lanh tác động kép là loại thiết bị cho phép tạo ra lực đẩy khí nén theo hai hướng trong hành trình di chuyển, với cơ cấu dẫn động có thanh đẩy ở cả hai đầu pít tông.
- Tính toán lực xi lanh :
F: là lực của xi lanh (kg) P: là áp suất khí nén cung cấp vào, đơn vị Pa (kg/cm 2 ) A: là diện tích của pít tông theo cm 2
Do kích thước phễu chứa trong mô hình nhỏ, lực đẩy của xi lanh không cần quá lớn Mỗi phễu chỉ chứa khoảng 1÷2 kg vật liệu, vì vậy chúng tôi đã chọn xi lanh CDJ2B10 - 50B của hãng SMC cho cơ cấu chấp hành.
Các thông số kĩ thuật của xi lanh CDJ2B10 - 50B :
Bảng 2.2 Thông số xi lanh CDJ2B10 – 50B
Hành trình 50mm Đường kính 10mm Áp suất tối đa 1MPa Áp suất hoạt đông tối đa 0.7MPa Áp suất hoạt động tối thiểu 0.06MPa
Nhiệt độ hoạt động -10-70 độ C
Sử dụng nguồn khí nén với áp suất P = 3 kg/cm2, chúng ta có thể tính được lực tác động tối đa mà xi lanh đã chọn có khả năng đạt được.
Như vậy với xi lanh SMC CDJ2B10 - 50B và nguồn cấp khí trên thì đảm bảo hệ thống hoạt động tốt.
Van điện từ khí nén ( Van khí nén 5/2 )
Van khí nén là thiết bị phân phối khí cho xi lanh khí nén, giúp xi lanh hoạt động hiệu quả Chúng tôi đã chọn van điện từ khí nén Airtac 4V110-06, một loại van nhỏ gọn, với 1 đầu điện, 5 cửa và 2 vị trí Trong đó, 2 cửa điều khiển nằm ở phía trên và 3 cửa ở phía dưới Khí thoát ra từ 2 cửa điều khiển trên van sẽ kích hoạt hoạt động của xi lanh.
Mặt dưới van gồm 3 cửa, cửa nằm giữa là đầu đưa khí vào và 2 cửa xả nằm hai bên Thông số kĩ thuật van Airtac 4V110-06 :
Bảng 2.3 Thông số van Airtac 4V110-06
Loại van 5 cửa 2 vị trí
Kích thước cổng 1/8” (ren 9,6) Áp suất hoạt động 0,15 – 0,8 mpa
Nhiệt độ hoạt động 20 ~ 70 ºC
Hình 2.10 Van điện từ khí nén airtac 4V110-06
Van điện nước
Để thay thế nguyên liệu nhựa, mô hình này sử dụng nước, và để thực hiện việc đóng cắt, van điện từ nước 24V được áp dụng.
Hình 2.11 Van điện từ nước 24V.
Đầu cân (loadcell)
Loadcell là thiết bị cảm biến chuyển đổi lực hoặc trọng lực thành tín hiệu điện, với đầu ra thường từ 1 đến 3mV/V Giá trị này được khuếch đại qua bộ khuếch đại tín hiệu và sau đó chuyển đổi thành tín hiệu số qua bộ chuyển đổi tương tự số (ADC) để các bộ xử lý tín hiệu có thể tính toán hoặc hiển thị.
Loadcell bao gồm hai thành phần chính: Strain gage và Load Strain gage là một điện trở nhỏ, chỉ bằng móng tay, có khả năng thay đổi điện trở khi bị nén hoặc kéo dãn, và được cấp nguồn điện ổn định Thành phần Load là một thanh kim loại đàn hồi chịu tải.
Hình 2.12 Các loại đầu cân
Hoạt động của thiết bị dựa trên nguyên lý cầu điện trở cân bằng Wheatstone, trong đó giá trị lực tác động tỉ lệ thuận với sự thay đổi điện trở cảm ứng trong cầu điện trở, từ đó tạo ra tín hiệu điện áp tương ứng.
Phân loại theo lực tác động :
Phân loại theo hình dạng :
Phân loại theo kích thước và khả năng chịu tải :
2.4.5.4 Các thông số kĩ thuật cần quan tâm của loadcell :
Bảng 2.4 trình bày ý nghĩa của các thông số kỹ thuật đầu cân, trong đó độ chính xác thể hiện phần trăm chính xác trong phép đo Độ chính xác này chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như tính chất phi tuyến, độ trễ và độ lặp.
Công suất định mức Giá trị khối lượng lớn nhất mà Loadcell có thể đo được
Khoảng nhiệt độ là yếu tố quan trọng để đảm bảo đầu ra của loadcell được bù chính xác Nếu nhiệt độ nằm ngoài khoảng này, đầu ra sẽ không đảm bảo tuân thủ các chi tiết kỹ thuật đã được quy định.
Cấp bảo vệ Được đánh giá theo thang đo IP (ví dụ IP65 : chống được độ ẩm và bụi)
32 Điện áp Giá trị điện áp làm việc của loadcell ( thông thường đưa ra giá trị lớn nhất và nhỏ nhất 5-15V) Độ trễ
Hiện tượng trễ khi hiển thị kết quả dẫn tới sai số trong kết quả Thường đươc đưa ra dưới dạng phần trăm của tải trọng
Trở kháng đầu vào Trở kháng được xác định thông qua S- và S+ khi loadcell chưa kết nối vào hệ thống hoặc ở chế độ không tải Điện trở cách điện
Thông thường đô tại dòng DC 50V Giá trị cách điện giữa lớp vỏ kim loại của loadcell và thiết bị kết nối dòng điện
Phá hủy cơ học Giá trị tải trọng mà Loadcell có thể bị phá vỡ hoặc biến dạng
Giá trị ra Kết quả đo được ( đơn vị mV)
Cho dưới dạng trở kháng được đo giữa EX+ và EX- trong điều kiện loadcell chưa kết nối hoặc hoạt động ở chế độ không tải
Quá tải an toàn Là công suất mà loadcell có thể vượt quá
Hệ số tác động của nhiệt độ là đại lượng được xác định khi có tải, phản ánh sự thay đổi công suất của loadcell khi nhiệt độ biến đổi.
Hệ số tác động của nhiệt độ tại điểm 0 là đại lượng được đo trong chế độ không tải, phản ánh sự biến đổi công suất của loadcell khi nhiệt độ thay đổi.
Khối lượng cốt liệu khoảng từ 1~3kg vì thế chúng em chọn sử dụng loadcell HL-8 5kg
Bảng 2.5 Thông số loadcell HL-8 5kg
Phá hủy cơ học 5Kg
Trở kháng đầu ra 1000±50Ω Điện trở cách điện ≥ 2000 (100VDC)
Tỉ lệ đầu ra 1.0±0.1 mV/V Điện áp kích thích 5 ~ 10V
Dải bù nhiệt độ -10 ~ 50 độ C
Dải nhiệt độ hoạt động -10 ~ 50 độ C
Hệ số tác động của nhiệt độ tại điểm 0 0.003%F.S
Hệ số tác động của nhiệt độ 0.05%F.S
Bộ khuếch đại
Tín hiệu đầu ra của loadcell rất nhỏ, chỉ đạt 1mV/1V kích thích, do đó cần được khuếch đại trước khi xử lý Chúng tôi sử dụng nguồn 5V cho loadcell, dẫn đến đầu ra tối đa là 5mV Để đạt được đầu ra mong muốn trong khoảng 0-5V, hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại cần đạt k = 1000.
Với giá trị hệ số khuếch đại lớn như vậy lựa chọn tương đối tốt đó là IC khuếch đại chuyên dụng INA 128 với các thông số kĩ thuật :
Dải điện áp cung cấp ±2.25V ~ ±18V
Dòng điện ở chế độ ngủ 700μA Điện áp offset thấp Tối đa 50μV
Hệ số khuếch đại 1~10000 lần Điện áp đầu vào tối đa ±40V
Nhiệt độ hoạt động -55 ~ 75ºC
Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo INA128
Thiết kế này sử dụng ba khuếch đại thuật toán nhỏ gọn, cho phép tính toán độ khuếch đại của INA 128 thông qua sơ đồ cấu tạo.
Do giá trị đầu ra bộ khuếch đại mong muốn là 0-5V nên nguồn nuôi phải lớn hơn 5V nên chúng em đã chọn nguồn ±12V để cấp cho INA hoạt động
Để tăng tính linh hoạt trong thiết kế mạch khuếch đại, chúng tôi đã sử dụng hai biến trở 10kΩ để điều chỉnh độ khuếch đại và giá trị điện áp offset Ngoài ra, mạch còn được trang bị một tụ điện 0.1uF nhằm ổn định đầu ra tín hiệu.
Hình 2.17 Relay 24V10A SRD-24VDC-SL-C
Hình 2.16 PCB 3D mạch khuếch đại
Tín hiệu đầu ra của loadcell thường bị nhiễu, do đó cần sử dụng bộ lọc sau mạch khuếch đại để loại bỏ nhiễu Tuy nhiên, do thời gian thực hiện đồ án có hạn, nhóm chúng em quyết định lấy trực tiếp giá trị sau khuếch đại về PLC Việc xử lý và lọc nhiễu sẽ được thực hiện bằng phần mềm, kết nối chân Mana trong module analog với các chân (-) của tín hiệu đầu vào module analog.
Khối Relay
Ngõ ra relay của PLC thường có khả năng chịu dòng từ 0.5A đến 2A Các thiết bị trong mô hình của chúng tôi hoạt động bằng nguồn một chiều với dòng định mức thấp, cho phép sử dụng trực tiếp ngõ ra PLC để điều khiển Tuy nhiên, do thiết bị có van điện từ với độ tự cảm lớn, ngõ ra có thể gặp hỏng hóc trong quá trình đóng cắt do tác động của dòng điện từ cảm.
Để đảm bảo an toàn cho ngõ ra, PLC sẽ điều khiển các thiết bị thông qua relay trung gian Với các thiết bị có dòng định mức thấp và điện áp từ 24V trở xuống, chúng tôi đã sử dụng relay 24V10A SRD-24VDC-SL-C để thay thế cho các loại relay công nghiệp thông thường, nhằm tiết kiệm chi phí và tối ưu hóa hiệu suất.
Relay 24V10A SRD-24VDC-SL-C có các thông số kĩ thuật như sau :
Bảng 2.6 Thông số Relay 24V10A SRD-24VDC-SL-C Điện áp cuộn coil 24V
Công suất cuộn coil khi hút 0.36W
Công suất cuộn coil khi đóng cắt liên tục 0.45W Điện áp đóng cắt tối đa 250VAC , 30VDC
Khối nguồn
Để hệ thống hoạt động hiệu quả, cần có một khối nguồn ổn định với các giá trị +24VDC, ±12VDC và +5VDC Chúng tôi đã sử dụng nguồn tổ ong 24V-2A để cung cấp điện cho PLC, van điện nước, các van khí, cùng với bộ chuyển đổi DC-DC để tạo ra các giá trị nguồn yêu cầu Mạch chuyển đổi DC-DC được thiết kế với IC nguồn buck LM2576-12V và LM2576-5V, đảm bảo cung cấp điện chính xác cho các thiết bị.
Bảng 2.7 Thông số chip LM2576 – 5V Điện áp cung cấp 8V~40V Điện áp ra 1.21V ~ 37V
Tần số đóng cắt 260kHz
Nhiệt độ hoạt động -40ºC ~ 125ºC
Hình 2.18 PCD 3D mạch nguồn ±12VDC , +5VDC
37 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn ±12VDC, +5VDC
Hình 2.19 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn ±12VDC, +5VDC
PLC S7 300
PLC (viết tắt của Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển lập trình, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình.
Tất cả các PLC đều bao gồm một bộ nhớ chương trình RAM bên trong, có thể mở rộng với bộ nhớ ngoài EPROM, cùng với một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp để kết nối với PLC Một PLC hoàn chỉnh còn đi kèm với đơn vị lập trình bằng tay hoặc máy tính Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để chứa chương trình hoàn thiện hoặc bổ sung Nếu là đơn vị xách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự phòng, và chương trình chỉ được truyền sang bộ nhớ PLC khi đã được kiểm tra Đối với các PLC lớn, lập trình thường được thực hiện trên máy tính để hỗ trợ việc viết, đọc và kiểm tra chương trình, với kết nối qua các cổng RS232, RS422, RS485, và các cổng khác.
2.4.9.2 Nguyên lý hoạt động chung của PLC :
CPU là bộ phận điều khiển các hoạt động bên trong PLC, đọc và kiểm tra chương trình trong bộ nhớ Sau đó, CPU thực hiện từng lệnh theo thứ tự, đóng hoặc ngắt các đầu ra Trạng thái ngõ ra được phát tới các thiết bị liên kết để thực thi Tất cả các hoạt động này phụ thuộc vào chương trình điều khiển lưu trữ trong bộ nhớ Đặc điểm làm việc của PLC là chu kỳ và rời rạc.
• Tính chu kì gồm các bước làm việc của CPU như sau :
Đọc lần lượt các đầu vào
Tính toán hoặc xử lý
Gửi kết quả ra các đầu ra
Thời gian thực hiện một chu kỳ quét, ký hiệu là T quét, dao động từ 10 đến 30ms, phụ thuộc vào tốc độ CPU, độ dài chương trình và thời gian giao tiếp T quét phản ánh khả năng phản ứng của PLC trước các thay đổi từ bên ngoài.
• Tính rời rạc : Mỗi thời điểm CPU chỉ làm một nhiệm vụ
2.4.9.3 Tổ chức bộ nhớ gồm các vùng nhớ :
Vùng nhớ chứa các thanh ghi
Load memory là vùng nhớ lưu trữ chương trình ứng dụng, bao gồm các khối OB, FC, FB, và các khối dữ liệu DB cùng với các khối chương trình trong thư viện hệ thống Vùng nhớ này được tạo ra từ một phần bộ nhớ RAM của CPU và EEPROM Khi thực hiện thao tác xóa bộ nhớ (MRES), toàn bộ các khối chương trình và khối dữ liệu trong RAM sẽ bị xóa Khi chương trình hoặc khối dữ liệu được tải từ thiết bị lập trình vào module CPU, chúng sẽ được ghi lên phần RAM và cả vùng nhớ Load memory.
Bộ nhớ làm việc (Work memory) là khu vực lưu trữ các khối dữ liệu (DB) đang mở, cùng với các khối chương trình như OB, FC, FB, SFC hoặc SFB mà CPU đang thực hiện Nó cũng chứa bộ nhớ được phân bổ cho các tham số hình thức, cho phép các khối chương trình này tương tác và thay đổi tham trị với hệ điều hành và các khối chương trình khác Khi một khối chương trình hoàn thành, hệ điều hành sẽ xóa nó khỏi bộ nhớ làm việc và nạp khối chương trình tiếp theo để thực hiện.
System memory là khu vực lưu trữ các bộ đệm vào ra, biến cờ, thanh ghi, timer và counter Việc truy cập và sửa đổi dữ liệu trong vùng nhớ này được quản lý bởi hệ điều hành CPU hoặc thông qua các chương trình ứng dụng.
2.4.9.4 Thành phần của Module sử dụng trong mô hình
Để chọn các module PLC cho mô hình, cần dựa vào yêu cầu về số lượng đầu vào và đầu ra của hệ thống điều khiển Danh sách các đầu vào và đầu ra cần thiết cho mô hình được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 2.8 Liệt kê số lượng đầu vào/ra PLC cần thiết
TT Phần tử Đầu vào
2 Công tắc hành trình phễu cấp đá 1 Digital 1
3 Công tắc hành trình phễu cấp đá 2 Digital 1
4 Tín hiệu loadcell nhựa Analog 1
5 Tín hiệu loadcell đá Analog 1
6 Tín hiệu loadcell phụ gia Analog 1 Đầu ra
1 Van phễu chứa đá 1 Digital 1
2 Van phễu chứa đá 2 Digital 1
3 Van phễu chứa nhựa Digital 1
4 Van phễu chứa phụ gia Digital 1
5 Động cơ băng tải, tang sấy, băng gầu Digital 1
6 Van phễu cấp đá 1 Digital 1
7 Van phễu cấp đá 2 Digital 1
8 Van phễu cân đá Digital 1
9 Van phễu cân nhựa Digital 1
10 Van phễu cân phụ gia Digital 1
11 Van phễu xả thảm Digital 1
Theo thống kê, hệ thống PLC có 6 đầu vào, bao gồm 3 đầu vào tín hiệu digital và 3 đầu vào tín hiệu analog Ngoài ra, hệ thống còn có 12 đầu ra tín hiệu digital Do đó, chúng tôi sẽ sử dụng bộ PLC với các thông số đã được xác định.
• Module CPU : 315-2dp 6ES7 525-2AF83-0A0B V1.0 Module có vùng nhớ làm việc 48kB, thời gian xử lý 1 khối lệnh là 0.3ms/KAW , truyền thông kiểu MPI, Profilbus-
• Module mở rộng cổng tín hiệu vào : SM321 DI 32x24VDC 6ES7 321-1BL00- 0AA0 gồm 32 cổng vào với điện áp vào là 24VDC
• Module mở rộng cổng tín hiệu ra : SM322 DO 32x24VDC/0.5A 6ES7 322- 1BL00-0AA0 gồm 32 cổng ra với điện áp cổng ra là 4VDC/0.5A
• Module mở rộng cổng vào tương tự : AI 8x12bit 6ES7 331-7KF01-0AB0 gồm 4 kênh analog tín hiệu vào độ phân dải 12bit
• Module truyển thông CP : 6GK7 343-1CX00-0XE0 phục vụ truyền thông giữa các PLC trong cùng mạng hoặc giữa PLC và máy tính
Mô hình thực tế
Sau khi hoàn tất bản vẽ thiết kế và lựa chọn trang thiết bị cần thiết, chúng tôi nhanh chóng tiến hành thi công để hoàn thành phần cứng cơ bản của mô hình, như thể hiện qua một số hình ảnh trên trang.
Hình 2.21 Mô hình cơ thực tế
Hình 2.22 Các cơ cấu chấp hành của mô hình
Xây dựng hệ thống điều khiển mô hình trạm trộn bê tông nhựa nóng
Lưu đồ điều khiển
Lưu đồ thuật toán điều khiển cấp vật liệu
Biểu đồ 3.1 Lưu đồ thuật toán điều khiển cấp vật liệu
Lưu đồ thuật toán điều khiển phần tháp chính
Biểu đồ 3.2 Lưu đồ thuật toán điều khiển tháp chính
Trong lưu đồ thuật toán điều khiển cấp vật liệu, các đường nét đứt đại diện cho công nghệ đầy đủ của phần cấp vật liệu Tuy nhiên, do cách thức điều khiển các phần này tương tự nhau, chúng tôi chỉ mô phỏng phần cấp đá cốt liệu thông qua hai phễu cấp đá 1 và đá 2 Theo lưu đồ thuật toán, việc cấp đá cốt liệu sẽ diễn ra liên tục trong suốt quá trình các mẻ trộn và chỉ dừng lại khi đạt đủ số mẻ trộn hoặc khi đá cốt liệu tác động vào cảm biến chống tràn lắp trên phễu chứa.
Khu vực tháp chính đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến chất lượng bê tông nhựa nóng thành phẩm Do đó, hệ thống điều khiển các cơ cấu chấp hành tại đây cần hoạt động ổn định và chính xác, bao gồm các hoạt động cân khối lượng các thành phần và trộn thành phẩm Dưới đây là các thành phần chính của khu tháp chính để dễ dàng theo dõi.
Hình 3.1 Các thành phần tháp chính
Như ta thấy trên lưu đồ thuật toán điều khiển phần tháp chính đã nêu ở mục
Sau khi ấn nút Start và chọn chế độ chạy tự động, hệ thống băng tải, tang sấy và băng gầu sẽ khởi động, đưa đá cốt liệu lên khu vực tháp chính Đồng thời, các phễu chứa vật liệu trên tháp chính sẽ mở cửa xả vào các phễu cân tương ứng để bắt đầu quá trình cân các thành phần Việc cân nhựa và phụ gia được thực hiện trực tiếp.
Quá trình cân đá cốt liệu được thực hiện thông qua hai phễu cân và đầu cân tì gắn vào, sử dụng phương pháp cân cộng dồn cho đá cốt liệu 1 và 2 Cân được chia thành hai giai đoạn: giai đoạn đầu mở cửa xả 100% cho đến khi đạt 80% khối lượng đặt, sau đó chuyển sang chế độ nhấp xả cho đến khi chênh lệch còn 3% Sau khi hoàn thành cân cả ba loại vật liệu, các phễu sẽ mở cửa xả để chuyển chúng vào thùng trộn, nơi diễn ra quá trình trộn khô theo thời gian đã đặt Sau khi trộn khô, thùng cân nhựa sẽ tiếp tục xả vào thùng trộn để tiến hành trộn ướt Hệ thống kiểm tra số mẻ đã đủ chưa, nếu chưa, sẽ quay lại cân cho mẻ tiếp theo Sau khi trộn ướt đủ thời gian, thảm sẽ được xả, và nếu chưa đủ số mẻ, cốt liệu sẽ tiếp tục được cân để tiết kiệm thời gian trộn Hệ thống sẽ dừng lại khi đạt đủ số mẻ đã đặt.
3.2 Phân các cổng tín hiệu vào, ra trên module PLC
Để thu thập tín hiệu đầu vào và gửi tín hiệu đầu ra, nhóm chúng em đã thống nhất sử dụng các cổng trên module PLC như mô tả dưới đây.
Bảng 3.1 Phân cổng vào/ra PLC
TT Phần tử Đầu vào Cổng Đầu vào
2 Công tắc hành trình phễu cấp đá 1 Digital I3.0
3 Công tắc hành trình phễu cấp đá 2 Digital I3.1
4 Tín hiệu loadcell nhựa Analog PIW304
5 Tín hiệu loadcell đá Analog PIW308
6 Tín hiệu loadcell phụ gia Analog PIW316 Đầu ra
1 Van phễu chứa đá 1 Digital Q0.0
2 Van phễu chứa đá 2 Digital Q0.1
3 Van phễu chứa nhựa Digital Q0.5
4 Van phễu chứa phụ gia Digital Q0.4
5 Động cơ băng tải, tang sấy, băng gầu Digital Q1.2
6 Van phễu cấp đá 1 Digital Q1.0
7 Van phễu cấp đá 2 Digital Q1.1
8 Van phễu cân đá Digital Q0.6
9 Van phễu cân nhựa Digital Q2.0
10 Van phễu cân phụ gia Digital Q2.2
11 Van phễu xả thảm Digital Q2.1
