Đồ án Mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua Wincc, step7-300

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: MÔ HÌNH GIÁM SÁT TRẠM TRỘN BÊ TÔNG
QUA WINCC, STEP7-300
Giaó viên hướng dẫn : ThS. Phạm Văn Tâm
Sinh viên thực hiện : Huỳnh Tấn Sang
Mã số sinh viên : 15032008
Lớp : DH15TD
Trình độ đào tạo : Đại học chính quy
Chuyên ngành : Điều khiển & Tự động hóa
Niên khóa : 2015-2019
VŨNG TÀU 2019
https://lop7.net/

Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm
SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự nghiệp Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá, ở mọi ngành sản xuất, mục
tiêu nâng cao năng suất lao động, chất lượng sản phẩm và giá trị kinh tế là mục tiêu
quan trọng hàng đầu. Để đạt được mục tiêu trên cần phải có nhiều biện pháp thích
hợp với từng giai đoạn phát triển. Hiện nay, với sự phát triển nhanh chóng của công
nghệ cao, việc ứng dụng các công nghệ điều khiển tự động vào các quy trình sản
xuất là hướng đi tất yếu cho sự phát triển kinh tế xã hội. Việc ứng dụng công nghệ
PLC vào điều khiển tự động các dây chuyền sản xuất kết hợp với việc ghép nối
máy tính đã đem lại kết quả đầy tính ưu việt. Các thiết bị, hệ thống đo lường và
điều khiển ứng dụng PLC ghép nối với máy tính có độ chính xác cao, thời gian xử
lý dữ liệu ngắn kể cả việc thống kê và in ra kết quả. Vì vậy việc ứng dụng PLC vào
điều khiển tự động là vấn đề rất quan trọng trong sản xuất công nghiệp.
Được sự đồng ý của nhà trường, của viện công nghệ thông tin điện –điện tử,
với sự hướng dẫn của thầy Phạm Văn Tâm: Em đã nhận đề tài " Mô hình giám sát
trạm trộn bê tông qua wincc, step7-300".Với đề tài này em có thể vừa nghiên
cứu kỹ hơn về PLC S7-300, vừa có thể biết thêm về các thiết bi tự động khác như
Load cell, van, đầu cân …Việc ứng dụng kỹ thuật điều khiển PLC, đây là đề tài có
tính thiết thực, có thể áp dụng cho công việc giảng dạy PLC S7300 và scada.
Với sự hướng dẫn của thầy Phạm Văn Tâm cộng với sự nổ lực nghiên cứu
em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp, rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các
thầy cô và các bạn.
https://lop7.net/

LỜI CÁM ƠN
Trước khi bắt đầu nghiên cứu khoa học, với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin
cảm ơn quý thầy cô ngành Điện-Điện tử đã tận tình truyền đạt kiến thức cũng như
giúp đỡ em trong quá trình học tập tại trường.
Đặc biệt, em xin ghi nhớ sự nhiệt tình của thầy Phạm Văn Tâm, người trực
tiếp hướng dẫn và đã giúp em hoàn thành đề tài này.
Sau cùng, em cũng xin cảm ơn những người bạn đã đóng góp ý kiến và hỗ
trợ thông tin để em hoàn thiện đề tài.
https://lop7.net/

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Sau khi hoàn thành xong đồ án với đề tài là “ Mô hình giám sát trạm trộn bê
tông qua wincc, step7-300” em xin tóm tắt lại những vấn đề sau:
 Những công việc đã làm được:
- Thiết kế bản vẽ mô hình bằng autocad, corel.
- Thiết kế sơ đồ nguyên lý.
- Thiết kế mạch in bằng orcad.
- Hàn linh kiện vào mạch và tiến hành đi dây toàn mô hình.
- Lập trình c cho 89S52.
- Lập trình Step7-300
- Thiết kế giao diện điều khiển Wincc.
https://lop7.net/

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
1. Thái độ tác phong trong thời gian thi công đồ án:
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
2. Kiến thức chuyên môn:
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Nhận thức thực tế:
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
4. Đánh giá khác:
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
5. Đánh giá chung kết quả đồ án:
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Vũng Tàu, ngày tháng năm 2019.
Giảng viên hướng dẫn
https://lop7.net/

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
1. Thái độ tác phong trong thời gian bảo vệ đồ án:
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
2. Kiến thức chuyên môn:
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Nhận thức thực tế:
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
4. Đánh giá khác:
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
5. Đánh giá chung kết quả đồ án:
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Vũng Tàu, ngày tháng năm 2019
Giảng viên phản biện
https://lop7.net/

MỤC LỤC
CHƯƠNG MỞ ĐẦU: Tổng quan về đề tài........................................................... 8
1. Mục đích...................................................................................................... 8
2. Nội dung...................................................................................................... 8
3. Ứng dụng của đề tài. ................................................................................... 8
CHƯƠNG I: Tổng quan về bê tông và trạm trộn bê tông.................................. 9
1.Tổng quan về bê tông................................................................................. 9
1.1.Khái niệm bê tông..................................................................................... 9
1.2.Thành phần cấu tạo bê tông ...................................................................... 9
1.3.Các đặc tính của bê tông ......................................................................... 10
2.Tổng quan về trạm trộn bê tông............................................................. 11
2.1. Khái niệm và chức năng của trạm trộn bê tông ..................................... 11
2.2. Cấu tạo chung của trạm trộn .................................................................. 12
2.3. Phân loại trạm trộn................................................................................. 12
2.4. Máy trộn................................................................................................. 14
2.5. Nguyên lý hoạt động của trạm trộn bê tông........................................... 17
2.6. Thành phần vật liệu của bê tông. ........................................................... 20
2.7. Định lượng vật liệu................................................................................. 21
2.8. Hoạt động của máy nén khí.................................................................... 22
CHƯƠNG II: Cơ sở lý thuyết .............................................................................. 23
1.Giới thiệu PLC S7-300............................................................................. 23
1.1. Các modul PLC S7-30........................................................................... 24
1.2. Ngôn ngữ lập trình................................................................................. 29
1.3. Những khối OB đặc biệt................................................................................29
2.Giới thiệu về Win cc ........................................................................................31
2.1.Giới thiệu về WinCC .............................................................................. 31
2.2.Một số lệnh thường dùng trong chương trình......................................... 33
3. Lựa chọn thiết bị điều khiển trạm trộn bê tông tươi .......................... 35
3.1.Hệ thống cân sử dụng Loadcell............................................................... 35
3.2.Van điện từ.............................................................................................. 43
3.3. Công tắc hành trình................................................................................ 44
3.4. Động cơ điện ......................................................................................... 46
CHƯƠNG IV: Thiết kế và thi công mô hình trạm trộn bê tông. ..................... 47
1.Nhiệm vụ và quy trình thi công mô hình. ............................................. 47
1.1.Nhiệm vụ................................................................................................. 47
1.2.Quy trình thi công mô hình..................................................................... 47
https://lop7.net/

1.2.1.Thiết kế bản vẽ mô hình....................................................................... 47
1.2.2.Thiết kế sơ đồ nguyên lý và mạch in bằng orcad................................. 49
1.2.3.Hàn linh kiện vào mạch và đi dây mô hình ......................................... 53
1.2.4.Mô hình hoàn thiện .............................................................................. 54
1.2.5.Lập trình vi điều khiển AT89S52 ........................................................ 55
2.Điều khiển và giám sát mô hình trạm trộn bê tông. ............................ 56
2.1.Lập trình PLC S7-300............................................................................. 56
2.2.Thiết kế giao diện wincc và kết quả nghiên cứu..................................... 58
Kết luận........................................................................................................ 61
Tài liệu kham khảo ..................................................................................... 62
Phụ lục.......................................................................................................... 63
https://lop7.net/

CHƯƠNG MỞ ĐẦU: Tổng quan về đề tài.
1 Mục đích.
Trong công nghiệp và điều khiển tự động ngày nay, máy tính và PLC ngày càng
trở thành bộ phận không thể thiểu trong quá trình điều khiển và hầu hết các xí
nghiệp tự động hay dùng đến nó. Để hiểu rõ hơn về PLC và bộ điều khiển PLC em
đã chọn thực hiện đề tài “ Mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua wincc, step7-
300”
2 Nội dung.
Đề tài “ Mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua wincc, step7-300” là sự kết
hợp giữa WinCC và PLC đề điều khiển và giám sát mô hình trạm trộn bê tông tươi.
Tình hình nghiên cứu:
Tìm hiểu về quy trình công nghệ trạm trộn bê tông.
Tìm hiểu về các thiết bị như cảm biến , loadcell, …
 Tìm hiểu thiết kế giao diện điều khiển bằng WinCC
Tìm hiểu cách kết nối và điều khiển giữa PLC với WinCC và các hệ thống
khác: động cơ, cảm biến , loadcell, …
Hướng giải quyết:
Dùng Led mô phỏng băng tải, gầu, bồn trộn, mức trong bồn và các trạng
thái on, off của động cơ và van.
 Dùng biến trở thay thế load cell để điều chỉnh khối lượng cốt liệu.
 Dùng PLC kích vi điều khiển chạy led theo quy trình.
 Dùng Wincc để giám sát mô hình.
3.Ứng dụng của đề tài.
- Mô hình dùng làm thiết bị thực hành cho các môn PLC, điều khiển quá trình ,
Scada.
-Mô hình có thể dùng để training nhân viên vận hình trạm trộn bê tông.
https://lop7.net/

CHƯƠNG I: Tổng quan về bê tông và trạm trộn bê tông
1.Tổng quan về bê tông
1.1. Khái niệm bê tông.
Bê tông tươi là bê tông trộn sẵn, hay gọi là bê tông thương phẩm. Đây là một
hỗn hợp gồm cốt liệu cát, đá, xi măng, nước và phụ gia theo những tỉ lệ tiêu chuẩn
để có sản phẩm bê tông với từng đặc tính cường độ khác nhau.
1.2.Thành phần 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 cao. 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 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.
https://lop7.net/

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.
1.3.Các đặc tính của bê tông.
a)Cường độ bê tông.
Cường độ của bê tông tăng theo tuổi thọ của bê tông. Tuổi của bê tông là thời
gian tính từ lúc chế tạo bê tông đến khi cho nó chịu lực. trong thời gian đầu cường
độ tăng nhanh sau chậm dần.
b)Tính co nở của bê tông.
Bê tông tươi cũng như các vật liệu khác, dãn nở khi bị đốt nóng và co lại khi
làm lạnh. Hệ số dãn nở phụ thuộc vào cấp phối của bê tông, vào tính chất của cốt
liệu và chất kết dính. Khi hàm lượng của đá xi măng tăng thì hệ số dãn dài cũng
tăng.
Sự thay đổi của nhiệt độ trong giới hạn 0….50 độ ít ảnh hưởng đến hệ số dãn
nở vì nhiệt của bê tông khô, nếu như trong khi đó bê tông không có các biến đổi
hóa lý xảy ra. Khi nhiệt độ của bê tông ẩm thay đổi thì biến dạng co ngót ẩm hay
dẫn nở. Khi bê tông bị băng giá thì sự tạo thành đá trong các lỗ rỗng và các mao
quản của vật liệu có ảnh hưởng rất lớn đến biến dạng của nó. Trong rất nhiều
trường hợp cùng với biến dạng nhiệt của thép, điều đó đảm bảo cho sự làm việc
đồng đều vững chắc của chúng trong kết cấu cốt thép ở các nhiệt độ khác nhau
trong môi trường.
https://lop7.net/

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.
Qúa trình đông cứng của bê tông phụ thuộc vào quá trình đông cứng của xi
măng thời gian đông kết cấu bắt đầu không sớm hơn 45 phút... vì vậy sau khi trộn
bê tông xong cần phải đổ ngay để tránh hiện tượng vữa xi măng bị đông cứng trước
khi đủ thời gian từ lúc bê tông ra khỏi máy trộn đến lúc đổ xong 1 lớp bê tông
không quá 90 phút.Thời gian vận chuyển bê tông đến lúc đổ vào khuôn và không
nên lâu quá làm cho vữa xi măng bị phân tầng.
Nhiệt độ (0
C) Thời gian vận chuyển cho phép (phút)
Lớn hơn 30
20-30
10-20
5-10
30
45
60
90
Thời gian vận chuyển cho phép của bê tông (không phụ gia).
2.Tổng quan về trạm trộn bê tông.
2.1. Khái niệm và chức năng của trạm trộn 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
https://lop7.net/

máy móc có mức độ tự động hóa cao thường được sử dụng phục vụ cho các công
trình vừa và lớn hay cho một khu vực có nhiều công trình đang xây dựng.
Trước đây khi khoa học kĩ thuật chưa phát triển, máy móc còn nhiều lạc hậu
thì việc có được một khối lượng bê tông lớn chất lượng tốt là điều rất khó khăn.
Chính vì vậy để thiết kế những dây chuyền bê tông tự động là điều cần thiết
cho mỗi công trường cũng như ngành xây dựng trong nước.
➢ Một trạm trộn gồm có 3 bộ phận chính:
Bộ phận chứa vật liệu và nước, bộ phận định lượng và máy trộn. Giữa các bộ
phận có các thiết bị nâng, vận chuyển và các phễu chứa trung gian.
2.2. Cấu tạo chung của trạm trộn
Một trạm trộn gồm có 3 bộ phận chính: Bãi chứa cốt liệu, hệ thống máy trộn
bê tông và hệ thống cung cấp điện.
2.2.1. Bãi chứa cốt liệu.
Bãi chứa cốt liệu là một khoảng đất trống dùng để chứa cốt liệu (cát, đá to đá
nhỏ) ở đây cát, đá to, đá nhỏ được chất thành các đống riêng biệt.
Yêu cầu đối với bãi chứa cốt liệu phải rộng và thuận tiện cho việc chuyên chở
cũng như lấy cốt liệu đưa lên máy trộn.
2.2.2. Hệ thống cung cấp điện.
Trạm trộn bê tông sử dụng nhiều động cơ có công suất lớn vì vậy trạm trộn bê
tông cần có một hệ thống cung cấp điện phù hợp để cung cấp cho các động cơ và
nhiều thiết bị khác.
2.3. Phân loại trạm trộn.
Dựa theo năng suất, người ta chia các nơi sản xuất bê tông thành 3 loại như
sau :
➢ Trạm bê tông năng suất nhỏ (10 30 m3
/ h)
➢ Trạm trộn bê tông năng suất trung bình (3060 m3
/ h)
https://lop7.net/

➢ Nhà máy sản xuất bê tông năng suất lớn (60120 m3
/ h)
Có 2 dạng trạm trộn:
2.3.1. Trạm cố định.
Trạm phục vụ cho công tác xây dựng một vùng lãnh thổ đồng thời cung cấp bê
tông phục vụ trong phạm vi bán kính làm việc hiệu quả. Thiết bị của trạm được bố
trí theo dạng tháp, một công đoạn có ý nghĩa là vật liệu được đưa lên cao một lần,
thao tác công nghệ được tiến hành. Thường vật liệu được đưa lên độ cao từ (18 -
20) m so với mặt đất, chứa trong các phễu xi măng (chứa trong xi lô).
Trong quá trình dịch chuyển xuống chúng được đi qua cân định lượng sau đó
đưa vào máy trộn. Điểm cuối cùng của cửa xả bê tông phải cao hơn miệng cửa
nhận của thiết bị nhận bê tông.Trong dây chuyền có thể lắp bất cứ loại máy trộn bê
tông nào chỉ cần chúng đảm bảo mối tương quan về năng suất với các thiết bị khác.
Để phục vụ cho công tác bê tông yêu cầu khối lượng lớn, tập trung, đường xá vận
chuyển thuận lợi, cự ly vận chuyển dưới 30 km thì sử dụng trạm này là kinh tế
nhất.
Trong trường hợp vừa có các công trình tập trung yêu cầu khối lượng lớn, vừa
có các điểm xây dựng phân tán đặc trưng cho các đô thị Việt Nam cần sử dụng sơ
đồ hỗn hợp, vừa cấp hỗn hợp khô cho các công trình nhỏ, phân tán đường xá lưu
thông kém. Nếu cung cấp bê tông thì phải dùng ôtô trộn còn cung cấp hỗn hợp khô
thì việc trộn sẽ được tiến hành trên đường vận chuyển hay tại nơi đổ bê tông.
2.3.2. Trạm tháo lắp di chuyển được.
Dạng này có thể tháo lắp di chuyển dễ dàng, di động phục vụ một số vùng
hay công trình lớn trong một thời gian nhất định. Thiết bị công nghệ của trạm
thường được bố trí dạng 2 hay nhiều công đoạn, nghĩa là vật liệu được đưa lên cao
nhờ các thiết bị ít nhất là 2 lần. Thường trong giai đoạn này phần định lượng riêng
https://lop7.net/

và phần trộn riêng, giữa hai phần được nối với nhau bằng thiết bị vận chuyển (gầu
vận chuyển, băng tải xe, xe vận chuyển).
Vật liệu được đưa lên cao lần đầu nhờ máy xúc, gàu xúc băng chuyền....vào
các phễu riêng biệt sau đó là quá trình định lượng. Tiếp theo vật liệu được đưa lên
cao lần nữa để cho vào máy trộn.
Cũng như dạng trên, trong dây chuyền có thể lắp bất cứ loại máy trộn nào
miễn là đảm bảo mối tương quan về năng suất và chế độ làm việc của các thiết bị
khác. Cửa xả phải cao hơn cửa nhận bê tông của thiết bị vận chuyển (nếu tháp cao
hơn phải đưa lên cao một lần nữa). So với dạng cố định loại trạm này có độ cao nhỏ
hơn nhiều (từ 7m - 10m) nhưng lại chiếm mặt bằng khá lớn. Phần diện tích dành
cho khu vực định lượng, phần diện tích dành cho trộn bê tông và phần nối giữa hai
khu vực dành cho vận chuyển. Trên thực tế, tổng mặt bằng cho loại trạm này nhỏ
hơn vì chúng có sản lượng nhỏ hơn nên bãi chứa cũng nhỏ hơn.
Khi xây dựng các công trình phân tán, đường xấu, lưu thông xe không tốt
thường sử dụng các trạm trộn di động hoặc cung cấp bê tông khô trên các ô tô trộn.
Việc trộn được tiến hành trên đường vận chuyển hay tại nơi đổ bê tông.
2.4. Máy trộn
Có nhiệm vụ là tạo ra bê tông với những mác xác định.
2.4.1. Cấu tạo chung của các máy trộn.
Nhìn chung các máy trộn bê tông có nhiều loại và có tính năng khác nhau
nhưng cấu tạo chung của chúng đều có các bộ phận:
➢ Bộ phận cấp liệu: Bao gồm máng cấp liệu và các thiết bị định lượng
thành phần cốt liệu khô như đá, cát, sỏi, xi măng.
➢ Bộ phận thùng trộn: Thùng trộn.
➢ Bộ phận dỡ sản phẩm.
➢ Hệ thống cấp nước.
https://lop7.net/

2.4.2. Phân loại máy trộn
- Căn cứ theo phương pháp trộn được chia thành hai nhóm: Nhóm máy trộn tự do
và nhóm máy trộn cưỡng bức
+ Nhóm máy trộn tự do:
Các cánh trộn được gắn trực tiếp vào thùng trộn, khi thùng trộn quay các cánh
trộn sẽ quay theo và nâng một phần các cốt liệu lên cao, sau đó để chúng rơi tự do
xuống phía dưới thùng trộn đều vơí nhau tạo thành hỗn hợp bê tông.
Loại máy này có cấu tạo đơn giản, tiêu hao năng lượng ít nhưng thời gian trộn
lâu và chất lượng hỗn hợp bê tông không tốt bằng phương pháp trộn cưỡng bức.
+ Nhóm máy trộn cưỡng bức.
Là loại máy có thùng trộn cố định còn trục trộn trên có gắn các cánh trộn, khi
trục quay các cánh trộn khuấy đều hỗn hợp bê tông.
Loại máy này cho phép trộn nhanh, chất lượng đồng đều và tốt hơn máy trộn
tự do. Nhược điểm của nó là kết cấu phức tạp hơn, năng lượng điện tiêu hao lớn
hơn. Thường dùng các loại máy này để trộn hỗn hợp bê tông khô, mác cao hoặc các
sản phẩm yêu cầu chất lượng cao.
Theo cấu tạo thì trong các máy trộn cưỡng bức hiện nay đang sử dụng có hai
loại: Máy trộn trụcđứng (còn gọi là máy trộn dạng Rôto) và máy trộn trục nằm
ngang, đễu là máy trộn có thùng trộn cố định.
• Máy trộn trục đứng:
Đối với các máy trộn trục đứng – như tên gọi – cánh trộn quay xung quanh
các trục đứng hoặc một trục thẳng đứng đặt trong khoang trộn hình trụ tròn hoặc
hình vành khăn. Người ta gọi các máy trộn này theo hình dáng của thùng trộn là
các “máy trộn hình đĩa”.
https://lop7.net/

• Máy trộn trục nằm ngang:
Máy trộn bê tông có trục nằm ngang giống như hình dáng của nó còn được
đặt tên là “máy trộn hình con rùa”. Trong các loại máy này, cánh trộn chuyển động
theo phương vuông góc với trục, với cùng một bán kính. Vì vậy sự hình thành dòng
hỗn hợp di chuyển theo phương thức trục trộn là do các cánh trộn đặt nghiêng thực
hiện (góc nghiêng của các cánh đó với phương hướng kính thường có giá trị
(400
...500
).
Theo nguyên lý hoạt động máy trộn cưỡng bức có hai loại: Máy trộn cưỡng
bức liên tục và máy trộn cưỡng bức làm việc theo chu kỳ.
• Máy trộn cưỡng bức liên tục:
Quá trình nạp trộn và xả bê tông diễn ra đồng thời, loại máy này vật liệu vào
liên tục do các cánh trộn có hướng thích hợp nên vừa trộn vừa chuyển dịch về phía
xả, được dùng để sản xuất bê tông và vữa xây dựng có năng suất trộn từ 5 m3
/ h ữ
60m3
/h thậm chí 120 m3
/ h. Thường các loại máy này được tổ hợp trong các trạm
trộn vì ở đó yêu cầu lượng bê tông và vữa lớn, số mác hạn chế .
• Máy trộn cưỡng bức làm việc theo chu kỳ:
Quá trình làm việc của máy diễn ra theo trình tự: Nạp liệu, trộn xả bê tông.
Loại này dùng để sản xuất bê tông với thời gian trộn nhanh, chất lượng cao. Thời
gian hoàn thành một mẻ trộn không đến 90s. Các máy này có dung tích nạp liệu từ
250 lít ữ 600 lít, thích hợp cho các trạm trộn riêng lẻ, phục vụ nhiều loại công trình
khác nhau.
Trong thực tế khi nhu cầu trộn bê tông lớn hơn 90m3
hay 1500 m3
tháng thì
phải thành lập trạm trộn bê tông trong nhà máy hay phân xưởng.
- Căn cứ vào phương pháp đổ bê tông xi măng ra khỏi thùng, chia thành 4 loại.
➢ Loại đổ bê tông bằng cách lật nghiêng thùng
➢ Loại đổ bê tông bằng máng dỡ liệu
https://lop7.net/

➢ Loại đổ bê tông qua đáy thùng ( chỉ có loại máy trộn cưỡng bức)
➢ Loại đổ bê tông bằng cách thùng quay ngược lại
2.5. Nguyên lý hoạt động.
Mô hình một trạm trộn bê tông
Bãi chứa cốt liệu: Từ bãi chứa cốt liệu cát và đá. Vật liệu được đưa xuống 3
băng tải riêng biệt chờ để tiến hành cân.
Bộ phận định lượng: Phân phối liệu gồm 3 phễu: hai phễu đá và một phễu cát,
định lượng có 3 quả cân điện tử (3 cảm biến trọng lượng). Việc đóng, mở các phễu
được điều khiển bằng các xi lanh khí nén riêng biệt. Phía dưới các phễu là một
thùng đáy được mở nhờ một xi lanh khí nén lần lượt các cửa xả xuống thùng cân,
sau khi cân xong thì thùng liệu được trút xuống phễu trộn chung.
Chuyển xi măng lên xi lô: Xi măng được đưa lên xi lô chứa bằng cách bơm xi
măng từ xe chở xi măng chuyên dụng lên xi lô. Xi măng được đưa lên miệng xi lô
nhờ trục vít xoắn hướng trục với xi lô chứa. Từ miệng xi lô chứa xi măng được vận
chuyển tới cân định lượng rồi xả vào thùng trộn.
https://lop7.net/

Băng tải: Băng tải có 3 chiếc vận chuyển cốt liệu từ 3 phễu riêng biệt lên các
thùng cân. Ba băng tải được kéo bởi 3 động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc có đổi
nối sao – tam giác để hạn chế dòng khởi động.
Quá trình chuẩn bị
Từ các nguyên vật liệu xây dựng để sản xuất ra sản phẩm cuối cùng là bê tông
ta cần thực hiện các công việc như sau: Cốt liệu được để riêng biệt ở bãi chứa cốt
liệu. Cốt liệu được máy xúc lật đưa lên đầy các thùng phễu riêng rẽ, chờ xả xuống
băng tải để vận chuyển lên các thùng cân cốt liệu, xi măng được đưa lên xi lô chứa
xi măng trên cao. Nước được bơm lên đầy các thùng chứa để chờ cân định lượng.
Kiểm tra các điều kiện làm việc
Để bắt đầu một quá trình hoạt động mới, tránh trường hợp có quá trình hoạt
động trước đó (chẳng hạn như sự cố). Trong thùng cân nước, cân phụ gia, cân xi
măng, thùng trộn vẫn chưa xả hết nguyên liệu. Tại bàn điều khiển người vận hành
ấn nút Reset để:
➢ Mở cửa xả bê tông
➢ Mở cửa xả thùng cân cát
➢ Mở cửa xả thùng cân đá.
➢ Mở cửa xả thùng cân xi măng
➢ Mở cửa xả thùng cân nước, phụ gia.
Lúc này mới cho phép hệ thống làm việc (điều kiện làm việc “=1” ). Sau khi
quá trình chuẩn bị xong. Từ máy tính người vận hành nhập các thông số của mác
bê tông như: khối lượng cát, đá1, đá2, xi măng, nước, phụ gia, số mẻ và các dữ liệu
quản lý hành chính như tên lái xe, biển số xe, ngày, giờ xuất hành...
Sau đó tới tủ điều khiển người vận hành chọn chế độ hoạt động cho máy là tự
động hay bằng tay.
https://lop7.net/

Nếu là chế độ tự động người vận hành nhấn nút AUTO, nếu là chế độ bằng tay
thì nhấn nút MANUAL
Chế độ điều khiển tự động
Ở chế độ điều khiển tự động người vận hành chỉ cần nhấn nút Start trên bàn
điều khiển. Động cơ trộn bê tông cho chạy ở chế độ không tải. Máy sẽ tự động cân
đo các khối lượng nguyên vật liệu, ở đây thực hiện phương pháp cân riêng lẻ.
Mở van xả cát, cát được xả xuống băng tải để đưa lên thùng cân. Đồng thời
đá1 cũng xả để đưa lên thùng cân.
Trong quá trình cân cốt liệu đồng thời cân luôn xi măng ,nước và phụ gia. Xi
măng từ xi lô chứa đưa vào thùng cân nhờ vít tải, khi khối lượng xi măng bằng khối
lượng đặt thì dừng động cơ vít tải. Nước, phụ gia được bơm lên đưa vào thùng cân
cho đến khi bằng khối lượng đặt thì dừng động cơ bơm nước và phụ gia.
Khi điều kiện thùng trộn “rỗng’, cửa xả thùng trộn “đóng”, thì cốt liệu và xi
măng được đưa đổ vào thùng trộn bê tông bắt đầu quá trình trộn khô. Sau thời gian
trộn khô là 15s thì xả nước và phụ gia vào trộn, bắt đầu thời gian trộn ướt là 10s
(Thời gian trộn một mẻ khoảng 25s) thì cửa xả thùng trộn mở ra, bê tông được xả
vào xe chuyên dụng. Sau thời gian xả khoảng 10s, đóng cửa xả bê tông lại. Kết
thúc một mẻ trộn.
Để chuẩn bị cho một mẻ trộn mới thì trong quá trình trộn bê tông và sau khi
xả nguyên liệu: cát, đá1, đá2, nước, xi măng và phụ gia tiếp tục được vận chuyển
lên thùng cân nghĩa là: Khi số mẻ trộn chưa bằng số mẻ đặt thì sau khi xả cốt liệu
và xi măng xong sẽ tiếp tục quay lại thực hiện cân cốt liệu và xi măng. Khi xả nước
và phụ gia xong cũng tự động quay lại cân nước, phụ gia. Khi cân đủ thì dừng lại
chờ mẻ tiếp theo. Khi số mẻ bằng số mẻ đặt thì dừng hết quá trình cân lại.
https://lop7.net/

Chế độ điều khiển bằng tay
Ở chế độ điều khiển bằng tay,người vận hành gạt công tắc cân vật liệu xuống
OFF, quan sát số liệu cân bằng thiết bị hiển thị trên bàn điều khiển hoặc quan sát
trên màn hình phần mềm. Nhấn nút chạy động cơ trộn. Đưa tay gạt sang chế độ
hoạt động bằng tay (MAN), gạt chuyển mạch đóng mở cửa xả sang vị trí “STOP”,
khi cần điểu khiển, gạt chuyển mạch sang vị trí đóng hoặc mở cửa xả để đóng, mở
cửa xả.
Nhấn nút cấp cát, đồng thời cấp luôn xi măng, nước, phụ gia. Người vận
hành theo dõi số cân hiển thị trên máy tính, khi đủ nhấn vào một lần nữa các nút để
dừng quá trình cấp. Trong quá trình cấp cốt liệu riêng đá thì cấp xong đá1 mới
được cấp đá2. Khi cốt liệu đã được cấp đủ đưa chúng vào thùng trộn. Lúc này nhấn
nút xả cốt liệu đồng thời nhấn nút xả xi măng. Do động cơ trộn luôn chạy trong quá
trình hoạt động nên sau khi xả xong cốt liệu, xi măng coi như máy đang trôn bê
tông khô, thời gian trộn ướt được bắt đầu tính khi xả nước và phụ gia. Sau khi trộn
ướt mẻ bê tông đã được hoàn thành, người vận hành chỉ việc nhấn nút xả bê tông.
Không để chuyển mạch đóng mở cửa xả ở vị trí “tự động” vì khi đó có thể bê
tông sẽ bị xả theo chế độ tự động trong khi chưa cân đủ nước hoặc đủ xi măng.
2.6. Thành phần vật liệu của bê tông
Thành phần vật liệu của bê tông đóng vai trò quyết định đến chất lượng hay
quyết định đến cường độ chịu lực cũng như mác của bê tông.Từ thực nghiệm người
ta đã xác định được mác của bê ông ứng với từng loại vật liệu nhất định với một tỉ
lệ xác định, ngược lại từ mác của bê tông người ta dễ dàng tra được tỉ lệ thành phần
trong bê tông.
Sau đây là một trong số mác bê tông do trạm bê tông thương phẩm Tây Mỗ –
Công ty cổ phần cơ giới lắp máy và xây dựng (VIMECO) cấp mẫu.
Cơ quan cấp mẫu : Trạm bê tông thương phẩm Tây Mỗ (VIMECO)
https://lop7.net/

Loaị bê tông mác 150 độ sụt 6020 mm tại công trường. Vật liệu sử dụng:
➢ Xi măng Bỉm Sơn
➢ Cát vàng
➢ Đá dăm 1x2.
➢ Nước sinh hoạt
➢ Phụ gia FDN 2002 A (0.40/100 kg xi măng)
Bảng thành phần cấp phối theo trọng lượng
Mác
Bê
tông
Vật liệu dùng cho 1m3
bê tông (kg)
Xi
măng
(Kg)
Cát
(kg)
Đá
(kg)
Nước
(kg)
Phụ gia
FDN
2002A
Độ sụt
Mm
Dung
trọng
(Kg/ m3
)
150 250 851 1112 174 1.00 6020 2387
Loại bê tông : Bê tông mác 150 độ sụt 8020 (mm) tại công trường
Vật liệu sử dụng: Xi măng Bỉm Sơn; Đá dăm 1x2 ; Cát vàng ; Nước sinh hoạt ; Phụ
gia FDN 2002A (0.40/100 kg xi măng).
Bảng thành phần cấp phối theo trọng lượng
Mác
bê tông
Vật liệu dùng cho 1m3
bê tông (kg)
Xi măng
(kg)
Cát
(kg)
Đá
(kg)
Nước
(kg)
Phụ gia
FDN 2002 A
Độ sụt
(mm)
Dung trọng
(Kg/ m3
150 260 852 1100 175 1.00 8020 2388
https://lop7.net/

2.7. Định lượng vật liệu
Bộ phận quan trọng nhất của một trạm trộn là bộ phận định lượng nguyên
liệu. Để có được bê tông theo đúng mác yêu cầu ta phải đảm bảo độ chính xác về tỷ
lệ các thành phần xi măng, nước, cát và phụ gia.
Việc định lượng vật liệu trước đây dùng dây cơ khí, hiện tại thường được
thực hiện chủ yếu trên các cân băng tải hay các cân có bộ cảm biến trọng lượng
Loadcell.
2.8. Hoạt động của máy nén khí
Máy nén khí dùng để cấp khí nén điều khiển các cửa đóng mở cân, cấp đá,
cát, xi măng, nước, phụ gia và xả bê tông. Máy nén khí là một máy đã được chu
hoá dùng điện một pha tự động ổn định áp lực thông qua rơ le, tự động ngắt, tự
động bảo vệ.
* Theo cấu tạo các máy khí nén được phân thành: Máy nén khí pittông, máy
nén khí rôto, máy nén khí ly tâm, máy nén khí hướng trục và máy nén khí kiểu
phun
https://lop7.net/

CHƯƠNG II: Cơ sở lý thuyết
1.Giới thiệu PLC S7-300:
Để đáp ứng yêu cầu tự động hóa ngày càng tăng đòi hỏi kỹ thuật điều khiển
phải có nhiều thay đổi về thiết bị cũng như về phương pháp điều khiển. Vì
vậy người ta phát minh ra bộ điều khiển lập trình rất đa dạng như PLC. Sự phát
triển của PLC đã đem lại nhiều thuận lợi và làm cho các thao tác máy trở nên
nhanh nhạy, dễ dàng và tin cậy hơn. Nó có thể thay thế gần như hoàn toàn cho các
phương pháp điều khiển truyền thống. Như vậy PLC có tính năng ưu việt và thích
hợp trong môi trường công nghiệp là:
- Khả năng chống nhiễu tốt.
- Cấu trúc dạng modul rất thuận tiện cho việc mở rộng, cải tạo nâng cấp.
- Có những modul chuyên dụng để thực hiện chức năng đặc biệt.
- Khả năng lập trình được, lập trình dễ dàng cũng là đặc điểm quan trọng để
xếp hạng một hệ thống điều khiển tự động.
- Hiện nay trên thị trường có các loại PLC của các hãng sản xuất như:
Omron, Mitsubishi, Siemens, ABB, Allen Bradley...
Do yêu cầu đề tài nên em xin trình bày về Simatic S7-300 của Siemens.
S7-300 là Dòng sản phẩm cao cấp, được dùng cho những ứng dụng lớn với
những yêu cầu I/O nhiều và thời gian đáp ứng nhanh, yêu cầu kết nối mạng và có
khả năng mở rộng, nâng cấp.
Ngôn ngữ lập trình đa dạng cho phép người sử dụng có quyền chọn lựa. Đặc
điểm nổi bật của S7-300 đó là ngôn ngữ lập trình cung cấp những hàm toán đa
dạng cho những yêu cầu chuyên biệt. Hoặc ta có thể sử dụng ngôn ngữ chuyên biệt
đểxây dựng hàm riêng cho ứng dụng mà ta cần.
Ngoài ra S7-300 còn xây dựng phần cứng theo cấu trúc modul, nghĩa là đối với
S7-300 sẽ có những modul tích hợp cho những ứng dụng đặc biệt.
https://lop7.net/

1.1. Các modul PLC S7-300:
Cấu hình của một trạm PLC S7-300.
Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng vào thực tế phần lớn các đối tượng
điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủng loại tín hiệu vào/ra khác
nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hoá về cấu hình.
Chúng được sử dụng theo kiểu các modul, số lượng modul nhiều hay ít tuỳ vào
yêu cầu thực tế, xong tối thiểu bao giờ cũng có một modul chính là CPU, các
modul còn lại nhận truyền tín hiệu với các đối tượng điều khiển, các modul
chức năng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ, van thuỷ khí …Chúng gọi
chung là modul mở rộng.
Modul CPU:
Modul CPU là loại modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ
thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS485) và có thể còn có một vài cổng vào ra
số. Các cổng vào ra số có trên modul CPU được gọi là cổng vào ra Onboard. PLC
S7_300 có nhiều loại modul CPU khác nhau. Chúng được đặt tên theo bộ vi xử lý
có trong nó như modul CPU312, modul CPU314, modul CPU315.
Những modul cùng sử dụng 1 loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về
cổng vào/ra onboard cũng như các khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư
https://lop7.net/

viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào/ra onboard này sẽ được
phân biệt với nhau trong tên gọi bằng thêm cụm chữ IFM (Intergrated Function
Module). Ví dụ như modul CPU312 IFM, modul CPU314 IFM.
. Một số CPU của PLC S7-300.
Ngoài ra còn có các loại module CPU với 2 cổng truyền thông, trong đó
cổng truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán.
Các loại modul này phân biệt với các loại modul khác bằng cụm từ DP
(Distributed Port) như là modul CPU314C-2DP.
Modul mở rộng:
Thiết bị điều khiển khả trình SIMATIC S7-300 được thiết kế theo kiểu
modul. Các modul này sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Việc xây dựng PLC
theo cấu trúc modul rất thuận tiện cho việc thiết kế các hệ thống gọn nhẹ và dễ
dàng cho việc mở rộng hệ thống. Số các modul được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo
từng ứng dụng nhưng tối thiểu bao giờ cũng phải có một modul chính là
modul CPU, các modul còn lại là những modul truyền và nhận tín hiệu với đối
tượng điều khiển bên ngoài như động cơ, các đèn báo, các rơle, các van từ. Chúng
được gọi chung là các modul mở rộng.
Các modul mở rộng chia thành 5 loại chính:
a) Module nguồn nuôi (PS - Power supply)
Có 3 loại: 2A, 5A, 10A.
https://lop7.net/

b) Module xử lý vào/ra tín hiệu số (SM - Signal module)
Modul mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm:
DI (Digital input): Modul mở rộng các cổng vào số. Số các cổng vào số mở
rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại modul.
DO (Digital output): Modul mở rộng các cổng ra số. Số các cổng ra số mở
rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại modul.
DI/DO (Digital input/Digital output): Modul mở rộng các cổng vào/ra số...
Số các cổng vào/ra số mở rộng có thể là 8 vào/8ra hoặc 16 vào/16 ra tuỳ
từng loại modul.
AI (Analog input): Modul mở rộng các cổng vào tương tự. Số các cổng vào
tương tự có thể là 2, 4, 8 tuỳ từng loại modul.
AO (Analog output): Modul mở rộng các cổng ra tương tự. Số các cổng ra
tương tự có thể là 2, 4 tuỳ từng loại modul.
AI/AO (Analog input/Analog output): Modul mở rộng các cổng vào/ra
tương tự. Số các cổng vào/ra tương tự có thể là 4 vào/2 ra hay 4 vào/4 ra tuỳ từng
loại modul.
Các CPU của S7_300 chỉ xử lý được các tín hiệu số, vì vậy các tín hiệu
analog đều phải được chuyển đổi thành tín hiệu số. Cũng như các modul số, người
sử dụng cũng có thể thiết lập các thông số cho các modul analog.
c) Modul ghép nối (IM - Interface modul)
Modul ghép nối nối các modul mở rộng lại với nhau thành một khối và được
quản lý chung bởi 1 modul CPU. Thông thường các modul mở rộng được gắn liền
với nhau trên một thanh đỡ gọi là rack. Trên mỗi rack có nhiều nhất là 8 modul mở
rộng (không kể modul CPU, modul nguồn nuôi). Một modul CPU S7-300 có thể
https://lop7.net/

làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 rack và các rack này phải được nối với
nhau bằng modul IM.
Các modul ghép nối (IM) cho phép thiết lập hệ thống S7_300 theo nhiều cấu
hình, S7-300 cung cấp 3 loại modul ghép nối sau:
IM 360 : Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8 modul
trên đó với khoảng cách tối đa là 10 m lấy nguồn từ CPU.
IM 361 : Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm ba tầng, với một tầng chứa
8 modul với khoảng cách tối đa là 10 m đòi hỏi cung cấp một nguồn 24 VDC cho
mỗi tầng.
IM 365 : Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8 modul
trên đó với khoảng cách tối đa là 1m lấy nguồn từ CPU.
d) Modul chức năng (FM - Function modul)
Modul có chức năng điều khiển riêng. Ví dụ như modul PID, modul
điều khiển động cơ bước.
e) Module truyền thông (CP - Communication modul)
Modul phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc
giữa PLC với máy tính.
a) Modul nguồn (PS) b) Modul vào số (DI) c) Modul ra analog (AO)
https://lop7.net/

d) Modul ra số (DO) e) Modul chức năng (FM) f) Modul truyền thông(CP)
Các loại modul mở rộng của S7-300.
Các Tín hiệu kết nối với PLC:
a/ Tín hiệu số : Là các tín hiệu thuộc dạng hàm Boolean, dạng tín hiệu chỉ có 2 trị
0 hoặc 1.
Mức 0 : tương ứng với 0V hoặc hở mạch
Mức 1 : Tương ứng với 24V
b/ Tín hiệu tương tự : Là tín hiệu liên tục, từ 0-10V hay từ 4-20mA….
c/ Tín hiệu khác : Bao gồm các tín hiệu giaotiếp với máy tính ,với các thiết bị
ngoại vi khác bằng các giao thức khác nhau như giao thức RS232, RS485,
Modbus….
Kiểu dữ liệu:
a/ Kiểu Bool: True hoặc False ( 0 hoặc 1)
b/ Kiểu Byte : gồm 8 Bit
c/ Kiểu Word
d/ Kiểu DWord
e/ Kiểu Int
f/ Kiểu Real.....
https://lop7.net/

Cấu trúc của một bộ điều khiển PLC.
1.2. Ngôn ngữ lập trình:
PLC S7_300 có 3 ngôn ngữ lập trình cơ bản sau:
Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL (Statement List). Đây là dạng ngôn
ngữ lập trình thông thường của máy tính. Một chương trình được ghép bởi nhiều
câu lệnh theo 1 thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm 1 hàng và đều có
cấu trúc chung là “tên lệnh”+”toán hạng”.
Ngôn ngữ “hình thang”, ký hiệu là LAD (Ladder Logic). Đây là dạng ngôn
ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển logic.
Ngôn ngữ “hình khối”, ký hiệu là FBD (Function Block Diagram). Đây là
dạng ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển số.
Trong đồ án nhóm em sử dụng ngôn ngữ LAD để lập trình để đơn giản và
trực quan hơn. Phần mềm dùng viết chương trình là Step7 V5.5
https://lop7.net/

1.3. Những khối OB đặc biệt:
Khối OB1 có chức năng quản lý chính trong toàn bộ chương trình, có
nghĩa là nó sẽ thực hiện một cách đều đặn ở từng vòng quét trong khi thực
hiện chương trình. Ngoài ra Step7 còn có rất nhiều các khối OB đặc biệt khác và
mỗi khối OB đó có một nhiệm vụ khác nhau, ví dụ các khối OB chứa các
chương trình ngắt của các chương trình báo lỗi ,....Tuỳ thuộc vào từng loại
CPU khác nhau mà có các khối OB khác nhau. Ví dụ các khối OB đặc biệt.
OB10: (Time of Day Interrupt): Chương trình trong khối OB10 sẽ được
thực hiện khi giá trị của đồng hồ thời gian thực nằm trong một khoảng thời
gian đã qui định. OB10 có thể được gọi một lần, nhiều lần cách đều nhau từng
phút, từng giờ, từng ngày,....Việc qui định thời gian hay số lần gọi OB10
được thực hiện bằng chương trình hệ thống SFC28 hoặc trong bảng tham số
modul CPU nhờ phần mềm Step7.
OB20: (Time Delay Interrupt): Chương trình trong khối OB20 sẽ được
thực hiện sau một khoảng thời gian trễ đặt trước kể từ khi gọi chương trình hệ
thống SFC32 để đăt thời gian trễ.
OB35: (Cyclic Interrupt): Chương trình OB35 sẽ được thực hiện cách
đều nhau một khoảng thời gian cố định. Mặc định khoảng thời gian này là
100ms, xong ta có thể thay đổi trong bảng đặt tham số cho CPU nhờ phần mềm
Step7.
OB40 ( Hardware Interrupt): Chương trình trong khối OB40 sẽ được
thực hiện khi xuất hiện một tín hiệu báo ngắt từ ngoại vi đưa vào CPU thông qua
các cổng vào/ra số onboard đặc biệt, hoặc thông qua các modul SM, CP, FM.
OB80: (cycle Time Fault): Chương trình sẽ được thực hiện khi thời gian
vòng quét (scan time) vượt qua khoảng thời gian cực đại đã qui định hoặc khi
có một tín hiệu ngắt gọi một khối OB nào đó mà khối OB này chưa kết thúc ở
lần gọi trước. Mặc định, scan time cực đại là 150ms, nhưng có thể thay đổi tham
số nhờ phần mềm Step7.
OB81( Power Supply Fault): nếu có lỗi về phần nguồn cung cấp thì sẽ
gọi chương trình trong khối OB81.
https://lop7.net/

OB82: (Diagnostic Interrupt) chương trình trong khối này sẽ được
gọi khi CPU phát hiện có lỗi từ các modul vào/ra mở rộng. Với điều kiện các
modul vào/ra này phải có chức năng tự kiểm tra mình.
OB85 (Not Load Fault): CPU sẽ gọi khối OB85 khi phát hiện chương
trình ứng dụng có sử dụng chế độ ngắt nhưng chương trình xử lý tín hiệu ngắt lại
không có trong khối OB tương ứng.
OB87 (Communication Fault): Chương trình trong khối này sẽ được
gọi khi CPU phát hiện thấy lỗi trong truyền thông.
OB100 (Start Up Information): Khối này sẽ được thực hiện một lần khi
CPU chuyển trạng thái từ STOP sang trạng thái RUN.
OB121: (Synchronouns error): Khối này sẽ được gọi khi CPU phát
hiện thấy lỗi logic trong chương trình như đổi sai kiểu dữ liệu hoặc lỗi truy nhập
khối DB, FC, FB không có trong bộ nhớ của CPU.
OB122 (Synchronouns error): Khối này sẽ được thực hiện khi CPU
phát hiện thấy lỗi truy nhập Modul trong chương trình, ví dụ trong chương trình
có lệnh truy nhập modul mở rộng nhưng lại không có modul này. Để thực
hiện thay đổi các chức năng của các khối OB trong CPU ta chỉ cần kích đúp
chuột trái vào vị tí CPU trong bảng cấu hình cứng của Project khi đó trên màn
hình sẽ xuất hiện một cửa sổ như sau:
2.Giới thiệu về Wincc
2.1.Giới thiệu về WinCC
WinCC (Windows Control Center): Là chương trình kết hợp với PLC dùng để
giám sát, thu thập dữ liệu và điều khiển các hệ thống tự động hóa quá trình sản
xuất. Nó là 1 chương trình HMI ( Human Machine Interface) hỗ trợ người dùng lập
trình thiết kế giao diện người-máy.
WinCC là hệ thống trung tâm điều khiển của cả hệ thống, nó cung cấp các tính
năng như: hiển thị hình ảnh, số liệu, lưu trữ dữ liệu,cảnh báo, giao diện thân thiện,
dễ sử dụng….
https://lop7.net/

Graphics Designer: Thực hiện dể dàng các chức năng mô phỏng và hoạt
động qua các đối tượng đồ họa của chương trình WinCC, Windows, I/O,.. và các
thuộc tính hoạt động (Dynamic).
Alarm Logging: Thực hiện việc hiển thị các thông báo hay các cảnh báo khi
hệ thống vận hành. Nhận các thông tin từ các quá trình, hiển thị, hồi đáp và lưu trữ
chúng. Alarm Logging còn giúp ta phát hiện ra nguyên nhân của lỗi.
Tag Logging: Thu thập, lưu trữ và xuất ra dưới nhiều dạng khác nhau từ các
quá trình đang thực thi.
Report Designer: Tạo ra các thông báo, kết quả. Và các thông báo này được
lưu dưới dạng nhật ký sự kiện.
User Achivers: Cho phép người sử dụng lưu trữ dữ liệu từ chương trình ứng
dụng và có khả năng trao đổi với các thiết bị khác.Trong WinCC, các công thức và
ứng dụng có thể soạn thảo, lưu trữ và sử dụng trong hệ thống.
https://lop7.net/

Ngoài ra, WinCC còn kết hợp với Visual C++, Visual Basic tạo ra một hệ
thống tinh vi và phù hợp cho từng hệ thống tự động hóa chuyên biệt.
WinCC có thể tạo một giao diện Người và Máy – HMI dựa trên sự giao tiếp
giữa con người với các thiết bị, hệ thống tự động hóa thông qua hình ảnh, số liệu,
sơ đồ,.. Giao diện có thể cho phép người dùng vận hành, theo dỏi từ xa và còn có
thể cảnh báo, báo động khi có sự cố.
WinCC là chương trình thiết kế giao diện Người Máy thực sự cần thiết cho các hệ
thống tự động hóa cao và hiện đại.
2.2.Một số lệnh thường dùng trong chương trình.
1. SetTagBit:
Cú pháp: BoolSetTagBit(Tag Tag_name, short int value)
Nội dung: định giá trị cho 1 Tag có kiểu dữ liệu là Binary
2. SetTagByte:
Cú pháp: BoolSetTagByte(Tag Tag_name, byte value)
Nội Dung: định giá trị cho 1 Tag có kiểu dữ liệu là 8 bit
3. SetTagSByte:
Cú pháp: BoolSetTagSByte(Tag Tag_name, single char value)
Nội Dung: định giá trị cho 1 Tag có kiểu dữ liệu là 8 bit có dấu
Tương tự có các hàm SetTagWord, SetTagDWord,....
4. GetTagBit:
Cú pháp: BoolGetTagBit(Tag Tag_name)
Nội dung: lấy giá trị cho 1 Tag có kiểu dữ liệu là Binary
5. SetTagByte:
Cú pháp: BoolGetTagByte(Tag Tag_name)
Nội Dung: lấy giá trị cho 1 Tag có kiểu dữ liệu là 8 bit
https://lop7.net/

6. GetTagSByte:
Cú pháp: BoolGetTagSByte(Tag Tag_name)
Nội Dung: định giá trị cho 1 Tag có kiểu dữ liệu là 8 bit có dấu
Tương tự có các hàm SetTagWord, SetTagDWord,....
Các hàm điều khiển thường dùng:
Các hàm xử lý tính toán:
Operator Description
+(unary) Positive sign (actually has no effect)
-(unary) Negative sign
+(binary) Addition
-(binary) Subtraction
* Multiplication
/ Division
% Modulo(return the remainder of a
division)
++ Increment
-- Decrement
Các hàm tính toán:
Operator Description
& Bit-by-bit AND
| Bit-by-bit OR
^ Bit-by-bit exclusive OR
~ Bit-by-bit inversion
<< Move bit to the left
>> Move bit to the right
https://lop7.net/

3. Lựa chọn thiết bị điều khiển trạm trộn bê tông tươi
3.1.Hệ thống cân sử dụng Loadcell.
3.1.1.Khái niệm Loadcell.
Loadcell là thiết bị cảm biến dùng để chuyển đổi lực hoặc trọng lượng thành
tín hiệu điện.
3.1.2.Cấu tạo, sơ đồ đấu dây và nguyên lý hoạt động.
Cấu tạo:
Loadcell được cấu tạo bởi hai thành phần, thành phần thứ nhất là "Strain
gage" và thành phần còn lại là "Load". Strain gage là một điện trở đặc biệt chỉ nhỏ
bằng móng tay, có điện trở thay đổi khi bị nén hay kéo dãn và được nuôi bằng một
nguồn điện ổn định, được dán chết lên “Load” - một thanh kim loại chịu tải có tính
đàn hồi.
https://lop7.net/

Sơ đồ đấu dây:
Trong thực tế còn có loại loadcell sử dụng kỹ thuật 6 dây cho ra 6 đầu dây.
Sơ đồ nối dây của loại loadcell này có thể có hai dạng như sau:
a. Dạng nối dây 1 b.Dạng nối dây 2
Các dạng nối dây của loadcell
Như vậy, thực chất loadcell cho ra 6 dây nhưng bản chất vẫn là 4 dây vì ở cả
hai cách nối ta tìm hiểu ở trên thì các dây +veInput (Exc+) và +veSense (Sense+) là
nối tắt, các dây -veInput (Exc-) và -veSense (Sense-) là nối tắt.
Có nhiều kiểu hình dạng loadcell cho những ứng dụng khác nhau. Do đó
cách kết nối loadcell vào hệ thống cũng khác nhau trong từng trường hợp.
Nguyên lý hoạt động:
Hoạt động dựa trên nguyên lý cầu điện trở cân bằng Wheatstone. Giá trị lực
tác dụng tỉ lệ với sự thay đổi điện trở cảm ứng trong cầu điện trở, và do đó trả về
tín hiệu điện áp tỉ lệ.
Cấu tạo chính của loadcell gồm các điện trở strain gauges R1, R2, R3, R4 kết
nối thành 1 cầu điện trở Wheatstone như hình dưới và được dán vào bề mặt của
thân loadcell.
https://lop7.net/

Một điện áp kích thích được cung cấp cho ngõ vào loadcell (2 góc (1) và (4)
của cầu điện trở Wheatstone) và điện áp tín hiệu ra được đo giữa hai góc khác.
Tại trạng thái cân bằng (trạng thái không tải), điện áp tín hiệu ra là số không
hoặc gần bằng không khi bốn điện trở được gắn phù hợp về giá trị.
Khi có tải trọng hoặc lực tác động lên thân loadcell làm cho thân loadcell bị
biến dạng (giãn hoặc nén), điều đó dẫn tới sự thay đổi chiều dài và tiết diện của các
sợi kim loại của điện trở strain gauges dán trên thân loadcell dẫn đến một sự thay
đổi giá trị của các điện trở strain gauges. Sự thay đổi này dẫn tới sự thay đổi trong
điện áp đầu ra.
Đó là lý do tại sao cầu điện trở Wheatstone còn được gọi là một mạch cầu
cân bằng.
Sự thay đổi điện áp này là rất nhỏ, do đó nó chỉ có thể được đo và chuyển
thành số sau khi đi qua bộ khuếch đại của các bộ chỉ thị cân điện tử (đầu cân).
3.1.3.Thông số kỹ thuật.
- Độ chính xác: Cho biết phần trăm chính xác trong phép đo. Độ chính xác
phụ thuộc tính chất phi tuyến tính, độ trễ, độ lặp. Tùy vào các yêu cầu công nghệ
khác nhau của hệ thống để lựa chọn thiết bị đo có độ chính xác phù hợp.
- Công suất định mức: giá trị khối lượng lớn nhất mà Loadcell có thể đo
được. Nếu lực đặt nên thiết bị đo quá giá trị này thì sẽ gây hư hỏng thiết bị đo.
- Dải bù nhiệt độ: là khoảng nhiệt độ mà đầu ra Loadcell được bù vào, nếu
nằm ngoài khoảng này, đầu ra không được đảm bảo thực hiện theo đúng chi tiết kĩ
thuật được đưa ra. Bởi vậy, cần lựa chọn thiết bị phù hợp với nhiệt độ môi trường
cần đo.
- Cấp bảo vệ: được đánh giá theo thang đo IP, (ví dụ: IP65: chống được độ
ẩm và bụi).
- Điện áp: giá trị điện áp làm việc của Loadcell (thông thường đưa ra giá trị
lớn nhất và giá trị nhỏ nhất 5 - 15 V).
https://lop7.net/

- Độ trễ:hiện tượng trễ khi hiển thị kết quả dẫn tới sai số trong kết quả.
Thường được đưa ra dưới dạng % 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 đo tại dòng DC 50V. Giá trị cách điện
giữa lớp vỏ kim loại củaLoadcell 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).
- Trở kháng đầu ra: cho dưới dạng trở kháng được đo giữa Ex+ và EX- trong
điều kiện load cell chưa kết nối hoặc hoạt động ở chế độ không tải.
- Quá tải an toàn: là công suất mà Loadcell có thể vượt quá (ví dụ: 125%
công suất).
- Hệ số tác động của nhiệt độ: Đại lượng được đo ở chế độ có tải, là sự thay
đổi công suất củaLoadcell dưới sự thay đổi nhiệt độ, (ví dụ: 0.01%/10°C nghĩa là
nếu nhiệt dộ tăng thêm 10°C thì công suất đầy tải của Loadcell tăng thêm 0.01%).
- Hệ số tác động của nhiệt độ tại điểm 0: giống như trên nhưng đo ở chế độ
không tải.
3.1.4.Các loại Loadcell cơ bản.
Loadcell tương tự.
https://lop7.net/

+ Khái niệm.
Loadcell cảm biến sức căng, biến đổi thành tín hiệu điện gọi là Loadcell
tương tự. Tín hiệu này được chuyển thành thông tin hữu ích nhờ các thiết bị đo
lường như bộ chỉ thị.
Mỗi Loadcell tải một đầu ra độc lập, thường 1 đến 3 mV/V. Đầu ra kết hợp
được tổng hợp dựa trên kết quả của đầu ra từng Loadcell. Các thiết bị đo lường
hoặc bộ hiển thị khuyếch đại tín hiệu điện đưa về, qua chuyển đổi ADC, vi xử lý
với phần mềm tích hợp sẵn thực hiện tính toán chỉnh định và đưa kết quả đọc được
lên màn hình. Đa phần các thiết bị hay bộ hiển thị hiện đại đều cho phép giao tiếp
với các thiết bị ngoài khác như máy tính hoặc máy in.
+ Ưu điểm và nhược điểm
Ưu điểm:
Ưu điểm chính của công nghệ này là xuất phát từ yêu cầu thực tế, với những
tham số xác định trước, sẽ có các sản phẩm thiết kế phù hợp cho từng ứng dụng của
người dùng. Ở đó các phần tử cảm ứng có kích thước và hình dạngkhác nhau phù
hợp với yêu cầu của ứng dụng.
Các dạng phổ biến: dạng kéo (shear), dạng uốn (bending), dạng nén
(compression).
Nhược điểm:
Tín hiệu điện áp đầu ra của Loadcell rất nhỏ(thường không quá 30mV).
Những tín hiệu nhỏ như vậy dễ dàng bị ảnh hưởng của nhiều loại nhiễu trong công
nghiệp như:
Nhiễu điện từ: sinh ra bởi quá trình truyền phát các tín hiệu điện trong môi
trường xung quanh, truyền phát tín hiệu vô tuyến điện trong không gian hoặc do
quá trình đóng cắt của các thiết bị chuyển mạch công suất lớn
https://lop7.net/

Sự thay đổi điện trở dây cáp dẫn tín hiệu: do thay đổi thất thường của nhiệt độ
môi trường tác động lên dây cáp truyền dẫn.
Thực tế còn rất nhiều yếu tố khác liên quan đến độ chính xác của hệ thống cân
như:
➢ Quá trình chỉnh định hệ thống.
➢ Nhiễu rung và ồn.
➢ Do tác dụng chuyển hướng lực trong các cơ cầu hình ống.
➢ Quá trình phân tích dò tìm lỗi.
➢ Thay thế các thành phần trong hệ thống cân hoặc các hệ thống liên quan.
➢ Đi dây cáp tín hiệu dài.
➢ Môi trường hoạt động quá kín .
Loadcell số
+ Khái niệm, sự ra đời
Thời gian ra đời: Từ cuối những năm 1970.
Về cơ bản Loadcell số là sự tích hợp giữa load cell tương tự với công nghệ
điện tử hiện đại.
Ban đầu, khi khái niệm Loadcell số mới ra đời, nhiều người hiểu lầm là các
load cell số có các phần tử điện tiêu hao thấp có thể được sử dụng để chuyển đổi
một load cell chất lượng thấp lên một Loadcell chất lượng cao. Thực tế thì ngược
lại, mỗi Loadcell số đơn giản cũng mang trong nó một cấu trúc khá phức tạp.
https://lop7.net/

- Thứ nhất: Phải có một Loadcell cơ bản với độ chính xác, độ ổn dịnh và khả
năng lặp lại rất cao trong mọi điều kiện làm việc.
- Thứ hai: Phải có một bộ chuyển đổi tương tự-số (ADC) 16 đến 20 bit tốc độ
cao để chuyển đổi tín hiệu điện tương tự sang dạng số.
- Thứ ba: Phải có hệ vi mạch xử lý để thực hiện điều khiển toàn bộ quá trình
chuyển đổi từ tín hiệu lực đo được thành dữ liệu số thể hiện trung thực nhất và giao
tiếp với các thiết bị khác để trao đổi thông tin.
+ Hoạt động:
Tín hiệu điện áp từ cầu điện trở của Loadcell chính xác cao được đưa đến đầu
vào của mạch tích hợp sẵn, bao gồm cả phần khuyếch đại, bộ giải điều chế, một
ADC tốc độ cao 20 bit và bộ lọc số. Một cảm biến nhiệt độ tích hợp sẵn được sử
dụng để đo nhiệt độ thực của Loadcell phục vụ cho việc bù sai số do nhiệt độ. Dữ
liệu từ ADC, cảm biến nhiệt độ cùng với các thuật toán trong phần mềm và một số
phần cứng bổ sung tích hợp sẵn có chức năng tối ưu hóa xử lý các sai số do không
tuyến tính, bù sai đường đặc tính, khả năng phục hồi trạng thái và ảnh hưởng của
nhiệt độ được vi xử lý tốc độ cao xử lý. Dữ liệu kết quả đầu ra được truyền đi xa
qua cổng giao tiếp theo một giao thức nhất định. Các module điện tử này có thể
được đặt ngay trong loadcell, load cell cable hoặc trong hộp junction box. Các đặc
tính tới hạn của từng load cell được đặt trong EEPROM nằm trong module của
Loadcell đó, điều đó cũng có nghĩa là mọi vấn đề xử lý sai số được thực hiện ngay
tại load cell, với chính Loadcell đó, cũng có nghĩa là phép bù sai số được thực hiện
khá triệt để.
Một hệ thống số điển hình bao gồm một số các Loadcell số nối với máy tính,
PLC hoặc thiết bị đo như bộ hiển thị.
Các Loadcell số hoạt động trên một chương trình điều khiển
kiểuMaster/Slave, ở đó định nghĩa một thiết bị (thường là PC hoặc indicator) là
master trên mạng.
https://lop7.net/

Ưu điểm và nhược điểm
+ Ưu điểm:
- Tín hiệu ra số “khỏe”, rất ít bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ hoặc thay đổi
nhiệt độ thất thường trên đường dây cable dẫn.
- Khoảng cách dây cáp dẫn có thể kéo dài đến 1200m.
- Dễ dàng thay thế Loadcell.
- Dữ liệu số có thể xử lý trực tiếp bằng máy tính, PLC hoặc trên bộ hiển thị
khi cần.
- Mỗi Loadcell là một thiết bị hoạt động độc lập trong hệ thống, do đó có thể
mở rộng cấu trúc dễ dàng.
- Có thể thực hiện tối ưu hóa hệ thống dễ dàng qua phân tích từng thành phần
tích hợp.
- Cân bằng các góc cân có thể thực hiện bằng thiết bị. Thay đổi, sửa lỗi một
Loadcell không ảnh hưởng đến các Loadcell khác. Công việc thực hiện dễ dàng và
đơn giản, tiết kiệm thời gian.
- Với hệ thống yêu cầu độ chính xác vừa và thấp có thể tự động chỉnh định
mà không cần tải chết.
- Loadcell có thể thay thế mà không cần chỉnh định lại.
- Các thiết bị theo chuẩn RS485/422 đều có thể tham gia vào hệ thống.
- Nhiều hệ thống có thể kết nối và điều khiển bởi một trạm. Chỉ đơn giản là
mở rộng đường dây cable. Tiết kiệm phần cứng. phần mềm dễ dàng phát triển.
Những ưu điểm của hệ Loadcell số cho phép trong các ứng dụng độ chính xác
cao và chống chịu nhiễu tốt, đặc biệt ở những ứng dụng yêu cầu các điểm đo nằm
phân tán trên phạm vi rộng.
+ Nhược điểm:
Chi phí đầu tư cao.
https://lop7.net/

Đòi hỏi người vận hành phải có kiến thức nhất định về hệ thống.
3.2. Van điện từ.
Căn cứ theo yêu cầu điều khiển trạm trộn, Công ty hiện đang sử dụng hai loại
van điện từ. Loại dùng khí nén và loại dùng thủy lực.
3.2.1. Các van khí nén
a. Các van điều khiển hướng (solenoide):
Các van điều khiển hướng là các thiết bị tác động đến đường dẫn các dòng
Ckhí. 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 bằng số các đường dẫn được điều
khiển, cũng chính là số 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, chẳng
hạn như lưu lượng, sự suy giảm áp suất và thời gian chuyển mạch.
b.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.
Van điều khiển hướng
https://lop7.net/

C. Van áp suất:
Van áp suất là các van tác động chủ yếu đến áp suất hoặc được điều khiển bởi
độ lớn của áp suất. Chúng được chia thành 3 nhóm:
- Van điều tiết áp suất
- Van giới hạn áp suất
- Van trình tự
3.2.2. Loại van dùng thủy lực
Căn cứ theo yêu cầu công nghệ trộn bê tông, hiện công ty đang sử dụng loại
van đảo chiều 4 cửa hai vị trí tác động trự c tiếp bằng nam châm.
Cấu tạo van điện từ
Nguyên lý hoạt động như sau: Tại ví trí thông của P nối thông với của T khi
dòng điện vào cuộn dây, pittong được kéo lên van chuyển vị trí, lúc này cửa P được
nối thông với cửa A, còn cửa B nối với cửa R.
3.3. Công tắc hành trình
Công tắc cơ tạo ra tín hiệu đóng, mở, hoặc các tín hiệu là kết quả của tác động
cơ học làm công tắc mở hoặc đóng.
Loại công tắc này có thể được sử dụng để cho biết sự hiện diện của chi tiết gia
công trên bàn máy, do đó chi tiết ép vào công tắc làm cho công tắc đóng. Sự vắng
mặt của chi tiết gia công được chỉ thị bằng công tắc mở và sự hiện hữu của chi tiết
https://lop7.net/

Được biểu thị bằng công tắc đóng.
Các bộ cảm biến công tắc
Do đó, 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:
+ Không có chi tiết: 0
+ Có chi tiết : 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 chi tiết: 0
+ Có chi tiết : 1
Thuật ngữ công tắc giới hạn (công tắc hành trình) được sử dụng cho công tắc
chuyên dùng để phát hiện sự có mặt của chi tiết chuyển động. Công tắc này có thể
được vận hành bằng cam, trục lăn hoặc đòn bẩy.
https://lop7.net/

Công tắc giới hạn vận hành.(a. Đòn bẩy, b. Con lăn, c. Cam)
3.4. Động cơ điện
Động cơ điện được sử dụng rộng rãi trên các máy cố định hoặc di chuyển
ngắn theo quỹ đạo nhất định như: băng tải, máy trộn bê tông, máy nghiền đá...
Động cơ điện có nhiều chủng loại công suất và chia ra làm 2 loại: động cơ
điện 1 chiều và động cơ điện xoay chiều. Động cơ điện xoay chiều lại chia ra: loại
không đồng bộ và loại đồng bộ.
Trong trạm trộn bê tông ta chọn loại động cơ không đồng bộ với roto lồng sóc
vì nó có cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, có thể mắc trực
tiếp vào lưới điện 2 pha không cần biến đổi dòng điện, hiệu suất cao, chịu vượt tải
tương đối tốt, thay đổi chiều quay và khởi động nhanh, dễ tự động hóa. Điều kiện
vệ sinh công nghiệp tốt, ít gây ô nhiễm môi trường.
Nhược điểm: Cos của máy thường không cao lắm và đặc tính điều chỉnh tốc
độ không tốt.
https://lop7.net/

CHƯƠNG IV: Thiết kế và thi công mô hình trạm trộn bê tông.
1.Nhiệm vụ và quy trình thi công mô hình.
1.1.Nhiệm vụ.
-Thiết kế mô hình dùng PLC kích vi điều khiển chạy led băng tải, led gầu, led
bồn trộn, các trạng thái on /off của van, dùng biến trở mô phỏng loadcell điều chỉnh
khối lượng đá, cát xi măng, phụ gia, nước, mô phỏng đúng thực tế quá trình công
nghệ của trạm bê tông, giám sát bằng wincc.
-Trạng thái on/off của led cảm biến được vi điều khiển gửi về PLC.
-Các biến trở thay thế loadcell để điều chỉnh khối lượng cân.
1.2.Quy trình thi công mô hình.
-Thiết kế bản vẽ mô hình.
-Thiết kế sơ đồ nguyên lý và mạch in bằng orcad.
-Hàn linh kiện vào mạch và đi dây mô hình.
-Lập trình vi điều khiển AT89S52
-Lập trình PLC S7-300.
-Thiết kế dao diện Wincc.
1.2.1. Thiết kế bản vẽ mô hình.
-Trong đồ án này tôi ứng dụng autocad để thiết kế bản vẽ mô hình, việc thiết
kế bản vẽ sẽ giúp mọi người, có cách nhìn tổng quan, bao quát và chính xác hơn về
trạm trộn bê tông.
https://lop7.net/

https://lop7.net/

-Để có thể in mica cần Export file cad sang file corel để chỉnh sửa màu sắc, và in ra
bảng mica khổ a3
1.2.2. Thiết kế sơ đồ nguyên lý và mạch in bằng orcad.
-Sơ đồ nguyên lý:
+ Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn
c5
0.33uf
J19
24v
1
2
c4
104
J19
24v
1
2
J26
5v
1
2
U3
7812
1
3
2
VIN
VOUT
GND
U2
7805
1 3
2
VIN VOUT
GND
D1
10v
J22
10v
1
2
c6
0.1uf
J24
5v
1
2
J21
5v
1
2
R1
470
10v
J25
5v
1
2
J23
12v
1
2
J1
CB CAN CAT
1
R2
RESISTOR VAR
https://lop7.net/

+ Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển led gầu, led cảm biến và led băng tải.
U2
cap dong led bang tai
10
9
1
2
3
4
5
6
7
8
18
17
16
15
14
13
12
11
COM
GND
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
IN8
OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
OUT5
OUT6
OUT7
OUT8
5
37
6
20
22
U3
cap dong led gau
10 9
1
2
3
4
5
6
7
8
18
17
16
15
14
13
12
11
COM GND
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
IN8
OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
OUT5
OUT6
OUT7
OUT8
C3
10uf /10v
39 21
R17
220
40
35
8
KICH BANG TAI
40
RN3
R-PACK6
1
2
3
4
5
6
7
R18
220
2
R21
220
KICH GAU XUONG
J2
bang tai
1
2
3
4
5
6
7
8
9
R11
330
8
c1
33uf
3
10
R13
330
J3
gau
1
2
3
4
5
6
7
2
R15
220
R14
220
11
CB GAU DUOI
20
R12
330
34
R9
330
40
36
40
R8
330
23
R16
220
4
7
40 5
J1
5VDC
1
2
c2
33uf
3
KICH GAU LEN
SW1
U1
AT89C52
9
18
19
20
29
30
31
40
1
2
3
4
5
6
7
8
21
22
23
24
25
26
27
28
10
11
12
13
14
15
16
17
39
38
37
36
35
34
33
32
RST
XTAL2
XTAL1
GND
PSEN
ALE/PROG
EA/VPP
VCC
P1.0/T2
P1.1/T2-EX
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
12MHZ
X1
38
R1
10k
R19
220
4
1
6
40
CB GAU TRÊN
R10
330
1
R20
220
R6 10k
R24
10K
40
R23
2.2k
J8
24V
1
J10
jack BT
1
Q2
NPN ECB
R28
10K
Q6
PNP BCE
J6
24V
1
R27
2.2k
R31 10k
22
Q3
NPN ECB
R30
10K
R25
10k
R26
R
Q5
NPN ECB
J7
JACK CB GAU DUOI
1
R4
2.2k 11
Q1
NPN ECB
R28
10K
10
21
R5
10K
R2
10K
R26
R
40
D8
LED GAU XUONG
40
J9
JACK CB GAU TREN
1
J5
jack BT
1
40
D3
LED CB GAU DUOI
23
D4
LED CB GAU TREN
R29
10k
Q9
NPN ECB
R7
2.2k
11
R32
2.2k
Q4
PNP BCE
Q5
NPN ECB
R22
R
P2.6
D2
LED GAU LEN
J4
jack BT
1
D1
LED BT
R3 10k
https://lop7.net/

+ Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển led: bồn, cảm biến bồn rỗng, mức,
van.
4
38
40
R9
2
R14
J3
led muc
1
2
3
4
5
6
40
39
R18
21
24
37
R20
R15
20
U3
cap dong led muc
10 9
1
2
3
4
5
6
7
8
18
17
16
15
14
13
12
11
COM GND
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
IN8
OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
OUT5
OUT6
OUT7
OUT8
5
U1
AT89C52
9
18
19
20
29
30
31
40
1
2
3
4
5
6
7
8
21
22
23
24
25
26
27
28
10
11
12
13
14
15
16
17
39
38
37
36
35
34
33
32
RST
XTAL2
XTAL1
GND
PSEN
ALE/PROG
EA/VPP
VCC
P1.0/T2
P1.1/T2-EX
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
c2
33uf
RN1
R-PACK
1
2
3
4
5
6
7
8
23
R12
KICH BON RONG
36
J2
led bon
1
2
3
4
5
6
7
8
9
KICH NUOC
34
R19
33
37
C3
10uf /10v
2
40
KICH XI MANG
33
c1
33uf
KICH PHU GIA
35
10
38
35
25
36
34
40
40
R10
noi voi jack cam bien tren MDK1
22
34
32
R8
5
R1
10k
20
35
R17
U2
cap dong led BON
10 9
1
2
3
4
5
6
7
8
18
17
16
15
14
13
12
11
COM GND
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
IN8
OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
OUT5
OUT6
OUT7
OUT8
12MHZ
X1
26
KICH BON
38
KICH XA BE TONG
1
3
39
J1
5VDC
1
2
33
4
R21
37
40
R11
1
36
SW1
3
39
32
R16
32
R33
2.2k
R27
2.2k
23
24
10
R28 10k
J11
jack bon
1
R4
2.2k
R7
2.2k
Q5
NPN ECB
R31 10k
D5
LED can nuoc
R29
10K
R6
10K
J10
jack bon
1
40
Q3
NPN ECB
40
Q1
NPN ECB
Q6
NPN ECB
Q8
NPN ECB
D7
LED can xi mang
R2
10K
R30
2.2k
R32
10K
D6
LED can phu gia
21
R22
R
Q7
NPN ECB
40
R24
10K
D4
LED can da
J9
jack bon
1
R23
2.2k
J4
jack bon
1
R34 10k
R36
2.2k
Q4
PNP BCE
J8
jack bon
1
R35
10K
22
J5
jack bon
1
R5 10k
D1
LED dc bon
40 40
Q2
NPN ECB
J7
JACK CB bon rong
1
R3 10k
R25
10k
R26
10K
25
R13 10k
26
J6
24V
1
40
D3
LED CB bon rong
D2
LED can cat
https://lop7.net/

+ Sơ đồ nguyên lý led băng tải.
+ Sơ đồ nguyên lý led gầu.
+ Sơ đồ nguyên lý led bồn trộn.
+ Sơ đồ nguyên lý led mức.
D2
LED
D3
LED
D4
LED
D5
LED
J1
CON9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
D6
LED
D7
LED
D1
LED
D8
LED
D3
LED
D4
LED
D6
LED
J1
CON 1
1
D7
LED
D1
LED
D8
LED
D2
LED
D9
LED
J2
CON 5v
1
D1
LED
D8
LED
D2
LED
D3
LED
D4
LED
D5
LED
D6
LED
J1
CON9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
D7
LED
D2
LED
D3
LED
J1
CON6
1
2
3
4
5
6
D4
LED
D5
LED
D1
LED
https://lop7.net/

+ Mạch in sau khi hoàn thiện xong.
1.2.3.Hàn linh kiện vào mạch và đi dây mô hình.
+ Hàn linh kiện.
+ Đi dây mô hình.
https://lop7.net/

1.2.4. Mô hình hoàn thiện.
https://lop7.net/

1.2.5. Lập trình vi điều khiển AT89S52.
+ Sơ đồ thuật toán led băng tải.
START
DC BĂNG
TẢI= 1
1 LED SÁNG
S
END
1 ĐIỂM SÁNG
CHẠY
Đ
+ Sơ đồ thuật toán led gầu
START
DC GẦU LÊN=0
DC GẦU XUỐNG=0
DC GẦU LÊN=1
DC GẦU XUỐNG=0
DC GẦU LÊN=0
DC GẦU XUỐNG=1
1 LED SÁNG
S
GẦU ĐI
XUỐNG
Đ
GẦU ĐI LÊN
Đ
S
Đ
END
https://lop7.net/

+ Sơ đồ thuật toán led bồn.
START
DC BỒN
TRỘN =1
S
END
1 ĐIỂM SÁNG
CHẠY
Đ
2.Điều khiển và giám sát mô hình trạm trộn bê tông
2.1. Lập trình PLC S7-300.
+ Sơ đồ kết nối phần cứng:
DIGITAL
INPUT
DIGITAL
OUTPUT
CB GẦU TRÊN
I124.0
CB GẦU DƯỚI
I124.1
CB GẦU BỒN RỖNG
I124.2
Q124.0
VAN_CAT
Q124.1
VAN_DA1
Q124.2
VAN_DA2
Q124.3
VAN_XIMANG
Q124.4
VAN_NUOC
Q124.5
VAN_PHUGIA
Q124.6
VAN_CANCAT
Q124.7
VAN_CANDA
Q125.0
VAN_CANXM
Q125.1
VAN_CANNUOC
Q125.2
VAN_CANPG
Q125.3
DC_BANGTAI
Q125.4
DC_GAULEN
Q125.5
DC_GAUXUONG
Q125.6
DC_BONTRON
Q125.7
VAN_XABON
OV
LOAD CELL CÂN ĐÁ CÁT
LOAD CELL CÂN XM
LOAD CELL CÂN NƯỚC
LOAD CELL CÂN PG
IN 0
IN 1
IN 2
IN 3
ANALOG
INPUT
https://lop7.net/

+ Thuật toán chương trình plc
AUTO
START
XÁC
NHẬN
CD
AUTO
STOP DỪNG
MANUAL
CD
BẰNG TAY
MANUAL
CD
BẰNG TAY
STOP DỪNG
AUTO
XÁC
NHẬN
CD
AUTO
+ Thuật toán CD AUTO.
MỞ 4 VAN
CÁT, NƯỚC,
PG, XM
CÂN ĐỦ CÁT
TẮT VAN CÁT,
MỞ VAN CÂN CÁT,
BT CHẠY
HẾT CÁT
ĐÓNG VAN
CÂN CÁT
CHỌN ĐÁ1,2
MỞ VAN
ĐÁ1, 2
CÂN ĐỦ ĐÁ
TẮT VAN ĐÁ
MỞ VAN CÂN ĐÁ
HẾT ĐÁ
TẮT VAN CÂN ĐÁ
BĂNG TẢI DỪNG
GẦU ĐI LÊN
CB TRÊN
GẦU DỪNG
CÂN ĐỦ XM
TẮT VAN
XM
HẾT XM
BỒN TRỘN(TRỘN KHÔ)
GẦU ĐI XUỐNG
TẮT VAN CÂN XM
CB DƯỚI
GẦU DỪNG
HẾT TG TRỘN KHÔ
TẮT ĐỘNG CƠ
BỒN TRỘN
CÂN ĐỦ NƯỚC,PG
TẮT VAN NƯỚC,
TẮT VAN PG
HẾT NƯỚC,PG
BỒN TRỘN(TRỘN ƯỚT)
TẮT VAN CÂN NƯỚC
TẮT VAN PG
HẾT TG TRỘN ƯỚT
TẮT ĐỘNG CƠ BỒN TRỘN
MỞ VAN XẢ BỒN
TIẾP TỤC MẺ MỚI
ĐỦ SỐ MẺ
DỪNG HỆ THỐNG
CHƯA ĐỦ SỐ MẺ
+ Thuật toán CD BẰNG TAY.
NHẤN NÚT MỞ
VAN CÁT
MỞ VAN CÁT MỞ VAN
CÂN CÁT
NHẤN NÚT
KHỞI ĐỘNG
DC BĂNG TẢI
DC BĂNG TẢI
CHẠY
NHẤN NÚT
CHỌN ĐÁ 1, 2
MỞ VAN ĐÁ 1, 2
NHẤN NÚT MỞ
VAN CÂN ĐÁ
MỞ VAN CÂN ĐÁ
NHẤN NÚT
MỞ VAN XM
MỞ VAN XM
NHẤN NÚT MỞ
VAN CÂN XM
MỞ VAN CÂN XM
NHẤN NÚT KHỞI
ĐỘNG DC BỒN TRỘN
DC BỒN QUAY
NHẤN NÚT GẦU
XUỐNG
GẦU ĐI XUỐNG
NHẤN NÚT MỞ
VAN NƯỚC
NHẤN NÚT MỞ VAN
CÂN NƯỚC
MỞ VAN CÂN NƯỚC
PG
MỞ VAN PG
NHẤN NÚT MỞ
VAN CÂN CÁT
NHẤN NÚT
GẦU LÊN
GẦU ĐI LÊN
MỞ VAN NƯỚC
CÂN PG
MỞ VAN CÂN PG
XẢ BỒN
MỞ VAN XẢ BỒN
https://lop7.net/

2.2.Thiết kế giao diện wincc và kết quả nghiên cứu.
+ Giao diện thông tin:
+ Giao diện đặt mác:
https://lop7.net/

+ Giao diện điều khiển trạm trộn bê tông:
+ Giao diện xuất báo cáo:
https://lop7.net/

+ File exel để xuất báo cáo :
https://lop7.net/

Kết luận
➢ Kết quả đạt được.
✓ Hiểu về quy trình công nghệ trạm trộn bê tông.
✓ Nắm vững kiến thức cơ bản về PLC S7-300
✓ Hiểu về các thiết bị như cảm biến , loadcell, …
✓ Kết nối, sử dụng các thiết bị tự động như: động cơ, cảm biến ,
loadcell,…
✓ Thiết kế và thi công mô hình trạm trộn bê tông gần giống thực tế.
✓ Viết chương trình điều khiển mô hình trạm trộn bê tông chạy ổn định.
✓ Thực hiện điều khiển và giám sát mô hình trạm trộn bê tông qua wincc.
✓ Xuất hóa đơn bán hàng sang excel để dễ in ấn.
✓ Kiểm tra, đánh giá tính ứng dụng của đề tài.
➢ Hạn chế đề tài.
✓ Khi PLC xuất mức 0 với điện áp 2V trở lên sẽ kích được vi xử lí.
➢ Hướng phát triển của đề tài
✓ Xuất báo cáo tự động
https://lop7.net/

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, 1999, Điều khiển số máy điện,Nhà xuất bản
khoa học và kỹ thuật.
2. Thái Duy Thức, Phan Minh Tạo, 2000, Thiết kế truyền động điện, Nhà xuất bản
giao thông vận tải.
3. Nguyễn Phùng Quang, 1996, Điều khiển tự động truyền động xoay chiều ba pha,
nhà xuất bản giáo dục.
4. Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Vân Hà, 2007, Tự động hóa với
Simatic S7-300, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
5. Trần Thu Hà, Trần Quang Huy, 2007, Lập trình với S7-300 & Wincc, Nhà xuât
bản Hồng Đức.
6. Internet.
7. Và một số tài liệu khác…
https://lop7.net/

PHỤ LỤC
Chương trình c điều khiển led băng tải và led gầu.
#include <REGX52.H>
#include "..libdelay.h"
#define LEDBT P1
#define LEDGAU P0
sbit START_BT=P2^0;
sbit START_GAULEN=P2^1;
sbit START_GAUXUONG=P2^2;
unsigned char count=0;
bit run=0;
unsigned char g=0;
unsigned char magaulen[ ]={0x0,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01};
unsigned char madongco[ ]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
unsigned char k=0;
void main()
{
LEDBT=0X01;
LEDGAU=0x20;
P3_1=0; P3_0=1;
while (1)
{
if(P2_0==0)
{do
{
P1=madongco[k];
https://lop7.net/

Delay_ms(600) ;
k=k+1;
if(k==8)k=0;
}
while(k==8);
}
if(START_GAUXUONG==1 && START_GAULEN==0&& g<6)
{ g=g+1;
P0=magaulen[g];
if(g==6) P3_1=1; else P3_1=0;
if(g==1) P3_0=1; else P3_0=0;
Delay_ms(800);
}
if(START_GAUXUONG==0 && START_GAULEN==1&& g>1)
{g=g-1;
P0=magaulen[g];
if(g==6) P3_1=1; else P3_1=0;
if(g==1) P3_0=1; else P3_0=0;
Delay_ms(800) ; } }}
Chương trình c điều khiển led bồn trộn và led mức.
#include <REGX52.H>
#include "..libdelay.h"
unsigned char dem=1;
unsigned char mamuc[ ]={0x0,0x18,0x1C,0x1E,0x1F};
unsigned char madongco[ ]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
unsigned char k=0;
https://lop7.net/

void main()
{
dem=1;
P2=0xff;
P0=0;
P1=0;
while (1)
{
if(P2_0==0 && k<8)
{
P0=madongco[k];
Delay_ms(100) ;
k=k+1;
if(k==8)k=0;
}
if(P2_0==1) P0=0;
//p1.4 LOW; P2_6 CAMBIEN GAU TREN; P3_0 CAM BIEN BON RONG KICH
MUC 1 , VAN XA P2.7
//CAN XI ANG P2_5
//CAN NUOC P2_3 P1_1
//CAN PHU GIA P2_4
if(P2_6==0)
{
P1_4=1;
https://lop7.net/

P1_3=1;
}
if(P2_5==0)
{
P1_2=1;
}
if(P2_3==0)
{
P1_1=1;
}
if(P2_4==0)
{
P1_0=1;
}
if (P2_7==0)
{P1_0 =0 ,Delay_ms(300) ;
P1_1 =0 ,Delay_ms(300) ;
P1_2 =0 ,Delay_ms(300) ;
P1_3 =0 ,Delay_ms(300) ;
P1_4 =0 ,Delay_ms(300) ;
}
//dieu khien cam bien bon rong
if(P1==0) P3_0=1;else P3_0=0;
if(P2_7==0)
{
https://lop7.net/

Delay_ms(900) ;
P1=0;
} }}
Chương trình plc.
https://lop7.net/

https://lop7.net/

Đồ án Mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua Wincc, step7-300

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Đồ án Mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua Wincc, step7-300

Similar to Đồ án Mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua Wincc, step7-300 (20)

More from Daren Harvey

More from Daren Harvey (7)

Recently uploaded

Recently uploaded (18)

Đồ án Mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua Wincc, step7-300