Luận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát trạm trộn bê tông

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hoàng Duy Khang
Trang 1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
............................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

Trang 2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
............................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

Trang 3
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................8
DANH MỤC HÌNH ẢNH. .........................................................................................9
Lời mở đầu ................................................................................................................12
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG. ............................................................13
1.1 Khái niệm.....................................................................................................13
1.2 Khái niệm về mác bê tông. ..........................................................................13
1.3 Phân loại bê tông..........................................................................................13
1.3.1 Theo cường độ.......................................................................................13
1.3.2 Theo loại chất kết dính. .........................................................................14
1.3.3 Theo cốt liệu. .........................................................................................14
1.3.4 Theo khối lượng thể tích........................................................................14
1.3.5 Theo phạm vi sử dụng............................................................................14
1.4 Các thành phần cốt liệu................................................................................15
1.4.1 Xi măng..................................................................................................15
1.4.2 Cát. ........................................................................................................15
1.4.3 Đá dăm. .................................................................................................15
1.4.4 Nước. .....................................................................................................15
1.4.5 Các chất phụ gia....................................................................................15
1.5 Tính chất đặc thù của bê tông. .....................................................................15
1.5.1 Cường độ của bê tông. ..........................................................................15
1.5.2 Tính giãn nở...........................................................................................17
1.5.3 Tính chống thấm....................................................................................17
1.6 Quá trình đông cứng của bê tông và biện pháp bảo quản............................17
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG.....................................18
2.1 Giới thiệu chung...........................................................................................18

Trang 4
2.2 Trạm trộn bê tông xi măng...........................................................................19
2.2.1 Giới thiệu...............................................................................................19
2.2.2 Phân loại. ..............................................................................................19
2.2.3 Cấu tạo chung của trạm trộn bê tông xi măng......................................19
2.2.4 Nguyên lý hoạt động..............................................................................23
CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU VỀ PLC. PLC – S7 1200. PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC
TIA – PORTAL V13.................................................................................................24
3.1 Khái quát chung về PLC..............................................................................24
3.1.1 Lịch sử hình thành.................................................................................24
3.1.2 Các loại PLC thông dụng......................................................................24
3.1.3 Ngôn ngữ lập trình. ...............................................................................25
3.1.4 Cấu trúc và phương thức thực hiện chương trình PLC. .......................25
3.1.5 Ứng dụng PLC.......................................................................................27
3.2 PLC – S7 1200. ............................................................................................27
3.2.1 Cấu trúc.................................................................................................27
3.2.2 Phân vùng bộ nhớ..................................................................................29
3.2.3 Tập lệnh S7 – 1200................................................................................30
3.2.4 Sơ đồ đấu dây. .......................................................................................32
3.3 Phần mềm Tia – Portal v13..........................................................................33
3.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic. ......................................................33
3.3.2 Các bước tạo một project......................................................................34
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MẠCH LỰC MẠCH ĐIỀU KHIỂN SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY.
...................................................................................................................................37
4.1 Đặt vấn đề. ...................................................................................................37
4.2 Hướng giải quyết..........................................................................................37
4.3 Tính toán thiết kế mạch lực..........................................................................37

Trang 5
4.3.1 Mạch lực động cơ dẫn động buồng trộn. ..............................................37
4.3.2 Mạch lực động cơ kéo băng tải. ............................................................38
4.3.3 Mạch lực động cơ bơm nước.................................................................39
4.3.4 Mạch lực động cơ vít tải xi măng..........................................................39
4.3.5 Mạch lực động cơ máy nén khí..............................................................40
4.3.6 Tính chọn aptomat tổng.........................................................................40
4.3.7 Tính chọn bộ khởi động mềm. ...............................................................41
4.4 Tính toán thiết kế mạch điều khiển..............................................................42
4.4.1 Mạch điều khiển động cơ dẫn động buồng trộn....................................42
4.4.2 Mạch điều khiển động cơ kéo băng tải..................................................42
4.4.3 Mạch điều khiển động cơ bơm nước. ....................................................42
4.4.4 Mạch điều khiển động cơ vít tải xi măng. .............................................42
4.4.5 Mạch điều khiển động cơ máy nén khí. .................................................43
4.4.6 Tính chọn rơ le trung gian.....................................................................43
4.5 Sơ đồ mạch động lực....................................................................................44
4.6 Sơ đồ mạch điều khiển.................................................................................46
4.7 Sơ đồ đấu dây...............................................................................................48
CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT.
...................................................................................................................................49
5.1 Xây dựng thuật toán điều khiển. ..................................................................51
5.1.1 Sơ đồ khối tổng quan hoạt động của hệ thống ở chế độ tự động..........51
5.1.2 Sơ đồ khối tổng quan hoạt động của hệ thống ở chế độ bằng tay. .......52
5.1.3 Sơ đồ khối cân đá. .................................................................................52
5.1.4 Sơ đồ khối cân cát. ................................................................................53
5.1.5 Sơ đồ khối cân nước. .............................................................................53
5.1.6 Sơ đồ khối cân xi măng. ........................................................................54

Trang 6
5.1.7 Sơ đồ khối cân phụ gia. .........................................................................54
5.1.8 Sơ đồ khối hoạt động của băng tải........................................................55
5.1.9 Sơ đồ khối hoạt động của thùng trộn. ...................................................56
5.1.10 Sơ đồ khối hoạt động của van xả bê tông..............................................57
5.2 Lập trình điều khiển cho PLC S7 – 1200.....................................................57
5.2.1 Xác định đầu vào/ra. .............................................................................57
5.2.2 Cấu hình phần cứng thiết bị. .................................................................62
5.2.3 Giới thiệu khối hàm FC.........................................................................64
5.2.4 Lập trình PLC – S7 1200.......................................................................64
5.2.5 Các FC mô phỏng và cảnh báo.............................................................86
5.3 Thiết kế giao diện điều khiển.......................................................................96
5.3.1 Cấu hình thiết bị. ...................................................................................96
5.3.2 Thiết kế giao diện điều khiển màn hình chính.......................................97
5.3.3 Thiết kế giao diện màn hình điều khiển ở chế độ tự động.....................97
5.3.4 Thiết kế giao diện màn hình điều khiển ở chế độ bằng tay...................98
5.3.5 Thiết kế giao diện các màn hình cảnh báo............................................98
CHƯƠNG 6 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG....................................................................102
6.1 Download chương trình xuống PLC SIM..................................................102
6.2 Màn hình chính. .........................................................................................105
6.3 Chế độ tự động...........................................................................................106
6.3.1 Khu vực điều khiển. .............................................................................106
6.3.2 Khu vực mô phỏng quá trình...............................................................108
6.3.3 Khu vực thông báo, cảnh báo nếu có lỗi xảy ra..................................108
6.3.4 Chạy thử. .............................................................................................108
6.4 Chế độ bằng tay..........................................................................................112
6.4.1 Khu vực bảng điều khiển. ....................................................................112

Trang 7
6.4.2 Khu vực mô phỏng quá trình...............................................................113
6.4.3 Chạy thử. .............................................................................................113
CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN HƯỚNG PHÁT TRIỂN................................................117
7.1 Kết luận......................................................................................................117
7.1.1 Kết quả đạt được. ................................................................................117
7.1.2 Điểm còn hạn chế. ...............................................................................117
7.2 Hướng phát triển. .......................................................................................117
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................118

Trang 8
DANH MỤC BẢNG BIỂU
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG
Bảng 1. 1 Phân loại bê tông theo khối lượng thể tích....................................14
Bảng 1. 2 Thành phần tỉ lệ các cốt liệu theo mác bê tông. ............................16
Bảng 1. 3 Thời gian cho phép vận chuyển bê tông theo từng mức nhiệt độ. 17
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG
Bảng 2. 1 Cấp cát đá theo hai kiểu cấp liệu...................................................20
Bảng 2. 2 Cấp xi măng theo hai kiểu cấp liệu. ..............................................20
Bảng 2. 3 Các phương pháp định lượng. .......................................................21
TIA – PORTAL V13.
Bảng 3. 1 Một số loại PLC thông dụng. ........................................................24
Bảng 3. 2 Một số CPU S7 - 1200...................................................................28
Bảng 3. 3 Phân vùng bộ nhớ. .........................................................................29
Bảng 3. 4 Tập lệnh xử lý bít...........................................................................30
Bảng 3. 5 Tập lệnh Timer, Counter. ..............................................................30
Bảng 3. 6 Tập lệnh toán học. .........................................................................31
Bảng 3. 7 Tập lệnh di chuyển. .......................................................................32
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH LỰC MẠCH ĐIỀU KHIỂN SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY.
Bảng 4. 1 Tính chọn khởi động mềm hãng ABB...........................................41
Bảng 4. 2 Bảng địa chỉ sơ đồ đấu dây............................................................49
Bảng 5. 1 Bảng địa chỉ tín hiệu từ loadcell....................................................57
Bảng 5. 2 Bảng địa chỉ tín hiệu input.............................................................57
Bảng 5. 3 Bảng địa chỉ tín hiệu output...........................................................58
Bảng 5. 4 Bảng địa chỉ các biến phụ..............................................................59
Bảng 5. 5 Bảng địa chỉ các biến phụ mô phỏng chuyển động.......................61

Trang 9
DANH MỤC HÌNH ẢNH.
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG.
Hình 2. 1 Trạm trộn bê tông nhựa nóng.........................................................18
Hình 2. 2 Trạm trộn bê tông xi măng.............................................................18
Hình 2. 3 Kết cấu thép. ..................................................................................22
Hình 2. 4 Nguyên lý hoạt động trạm trộn bê tông xi măng. ..........................23
TIA – PORTAL V13.
Hình 3. 1 Sơ đồ khối PLC..............................................................................25
Hình 3. 2 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C AC/DC/Relay.....................................32
Hình 3. 3 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/Relay.....................................33
Hình 3. 4 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/DC. .......................................33
Hình 3. 5 Biểu tượng phần mềm TIA - Portal V13. ......................................34
Hình 3. 6 Creat new project. ..........................................................................34
Hình 3. 7 Đặt tên cho dự án. ..........................................................................34
Hình 3. 8 Configure a device. ........................................................................35
Hình 3. 9 Add new device..............................................................................35
Hình 3. 10 Chọn loại CPU. ............................................................................36
Hình 3. 11 Một project mới được tạo ra. .......................................................36
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MẠCH LỰC MẠCH ĐIỀU KHIỂN SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY.
Hình 4. 1 Sơ đồ mạch động lực......................................................................44
Hình 4. 2 Sơ đồ mạch điều khiển...................................................................46
Hình 4. 3 Sơ đồ đấu dây.................................................................................48
Hình 5. 1 Sơ đồ tổng quan quá trình trộn bê tông tự động. ...........................51
Hình 5. 2 Sơ đồ tổng quan quá trình trộn bê tông bằng tay...........................52
Hình 5. 3 Sơ đồ khối quá trình cân đá. ..........................................................52
Hình 5. 4 Sơ đồ khối quá trình cân cát...........................................................53
Hình 5. 5 Sơ đồ khối quá trình cân nước. ......................................................53

Trang 10
Hình 5. 6 Sơ đồ khối quá trình cân xi măng. .................................................54
Hình 5. 7 Sơ đồ khối quá trình cân phụ gia. ..................................................54
Hình 5. 8 Sơ đồ khối hoạt động của băng tải.................................................55
Hình 5. 9 Sơ đồ khối hoạt động của thùng trộn. ............................................56
Hình 5. 10 Sơ đồ khối hoạt động của van xả bê tông. ...................................57
Hình 5. 11 Tổng quan phần cứng...................................................................62
Hình 5. 12 PLC S7 – 1200 AC/DC/RL..........................................................62
Hình 5. 13 Module mở rộng analog...............................................................63
Hình 5. 14 Module mở rộng đầu vào ra.........................................................63
Hình 5. 15 Module mở rộng đầu vào.............................................................64
Hình 5. 16 Cấu hình thiết bị...........................................................................96
Hình 5. 17 Kết nối PLC và Máy tính.............................................................96
Hình 5. 18 Thiết kế giao diện màn hình chính...............................................97
Hình 5. 19 Thiết kế giao diện màn hình ở chế độ tự động.............................97
Hình 5. 20 Thiết kế giao diện màn hình ở chế độ bằng tay. ..........................98
Hình 5. 21 Màn hình cảnh báo hoàn thành quá trình trộn. ............................98
Hình 5. 22 Màn hình cảnh báo trộn xong một mẻ trộn..................................99
Hình 5. 23 Màn hình báo lỗi nhập sai MAC bê tông.....................................99
Hình 5. 24 Màn hình báo lỗi chưa nhập số mẻ trộn.....................................100
Hình 5. 25 Màn hình báo lỗi chưa nhập thời gian trộn khô.........................100
Hình 5. 26 Màn hình báo lỗi chưa nhập thời gian trộn ướt. ........................101
Hình 5. 27 Màn hình báo lỗi chưa nhập thời gian xả bê tông......................101
CHƯƠNG 6 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG.
Hình 6. 1 Start Simulation............................................................................102
Hình 6. 4 Mô phỏng PLC.............................................................................103
Hình 6. 5 Tải chương trình xuống PLC. ......................................................104
Hình 6. 8 Màn hình ở chế độ tự động. .........................................................106

Trang 11
Hình 6. 9 Chức năng các nút nhấn...............................................................106
Hình 6. 10 Chức năng các đèn báo. .............................................................107
Hình 6. 11 Hệ thống nhập và hiển thị số liệu...............................................107
Hình 6. 12 Màn hình quá trình chạy tự động...............................................108
Hình 6. 13 Màn hình cảnh báo và báo lỗi....................................................108
Hình 6. 14 Màn hình sau khi nhập đầy đủ thông số mẻ trộn. ......................109
Hình 6. 15 Ấn nút “Start”.............................................................................109
Hình 6. 16 Cân cốt liệu. ...............................................................................110
Hình 6. 17 Thực hiện quá trình trộn khô......................................................110
Hình 6. 18 Thực hiện quá trình trộn ướt. .....................................................111
Hình 6. 19 Thực hiện quá trình xả bê tông. .................................................111
Hình 6. 20 Hoàn thành quá trình trộn. .........................................................112
Hình 6. 21 Nút nhấn điều khiển trong chế độ bằng tay. ..............................112
Hình 6. 22 Mô phỏng quá trình trộn điều khiển bằng tay............................113
Hình 6. 23 Start Hand. .................................................................................113
Hình 6. 24 Cân cốt liệu. ...............................................................................114
Hình 6. 25 Cân đủ khối lượng......................................................................114
Hình 6. 26 Bật băng tải và thùng trộn chạy. ................................................115
Hình 6. 27 Xả nguyên liệu vào thùng trộn...................................................115
Hình 6. 28 Xả bê tông vào xe chở................................................................116

Trang 12
Lời mở đầu
Ngành Tự động hóa là một trong những ngành quan trọng và mang tính quyết
định cho sự phát triển của một quốc gia. Từ những thiết bị thô sơ lạc hậu trong những
ngày đầu, đến nay ngành Tự động hóa ở Việt Nam đã có những bước tiến, bước phát
triển vượt bậc với các hệ thống cơ sở hạ tầng, công nghệ hiện đại. Tự động hóa được
xem như là huyết mạch của nền kinh tế, phát triển Tự động hóa sẽ là tiền đề cho các
ngành kinh tế khác phát triển.
Ngày nay, hệ thống điều khiển, giám sát tự động không còn quá xa lạ với
chúng ta. Nó được ra đời từ rất sớm nhằm đáp ứng nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống
của con người. Vì vậy, điều khiển tự động đã trở thành một ngành khoa học kỹ thuật
chuyên nghiên cứu và ứng dụng tự động hóa vào thực tiễn lao động và sản xuất của
con người.
Đặc biệt trong lĩnh vực xây dựng, việc ứng dụng PLC trong quá trình sản xuất
bê tông tại các trạm trộn bê tông xi măng thực sự đã mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn
cho các quá trình sản xuất. Vì thế, nhằm tạo điều kiện tốt nhất để có thể tiếp xúc, làm
quen với các thiết bị tự động và vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế. Nhóm
em đã chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát trạm trộn bê tông sử dụng
PLC S7 – 1200”.
Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm chúng em ngoài sự cố gắng tìm hiểu và
học hỏi còn nhận được sự hướng dẫn tận tình từ thầy Hoàng Duy Khang. Nhóm
chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy. Chúc thầy luôn mạnh khỏe và
thành công trong công tác giảng dạy. Do khả năng còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế
còn ít nên có những sai sót không thể tránh, nhóm chúng em rất mong nhận được sự
chỉ bảo từ quý thầy cô. Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện đề tài:
Đàm Thị Thúy
Nguyễn Tiến Toàn
Phạm Quốc Tuấn

Trang 13
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG.
1.1 Khái niệm.
Bê tông là một hỗn hợp được tạo thành từ cát, đá, xi măng, nước và các chất
phụ gia. Trong đó cát và đá chiếm 80% – 85%, xi măng chiếm 8% – 15%, còn lại là
khối lượng của nước và các chất phụ gia.
Hỗn hợp vật liệu được nhào trộn tạo nên hỗn hợp bê tông. Hỗn hợp bê tông
phải có độ dẻo nhất định, phù hợp với mục đích sử dụng. Có nhiều loại bê tông tùy
thuộc vào thành phần của hỗn hợp. Tỉ lệ mỗi thành phần cát, đá, xi măng,… khác
nhau sẽ tạo ra những loại bê tông khác nhau. Để phân biệt các loại bê tông, người ta
sử dụng khái niệm “mác bê tông”.
1.2 Khái niệm về mác bê tông.
Khi nói đến mác bê tông là nói đến khả năng chịu nén của mẫu bê tông.
Theo tiêu chuẩn xây dựng cũ của Việt Nam (TCVN 3105:1993, TCVN 4453:1995),
mẫu dùng để đo cường độ là một mẫu bê tông hình lập phương có kích thước 150 mm
× 150 mm × 150 mm, được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn quy định trong
TCVN 3105:1993, trong thời gian 28 ngày sau khi bê tông ninh kết. Sau đó được đưa
vào máy nén để đo ứng suất nén phá hủy mẫu (qua đó xác định được cường độ chịu
nén của bê tông), đơn vị tính bằng MPa (N/mm²) hoặc daN/cm² (kG/cm²).
Trong kết cấu xây dựng, bê tông chịu nhiều tác động khác nhau: chịu nén, uốn,
kéo, trượt, trong đó chịu nén là ưu thế lớn nhất của bê tông. Do đó, người ta thường
lấy cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê tông, gọi là
“Mác bê tông”.
Mác bê tông được phân loại từ 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500 và 600. Khi
nói rằng “mác bê tông 200” chính là nói tới ứng suất nén phá hủy của mẫu bê tông
kích thước tiêu chuẩn, được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn, được nén ở tuổi 28
ngày, đạt 200 kG/cm². Còn cường độ chịu nén tính toán của bê tông mác 200 chỉ là
90 kG/cm² (được lấy để tính toán thiết kế kết cấu bê tông theo trạng thái giới hạn thứ
nhất).
1.3 Phân loại bê tông.
1.3.1 Theo cường độ.
- Bê tông thường: cường độ từ 150 – 1400 daN/cm2
.

Trang 14
- Bê tông chất lượng cao: cường độ từ 500 – 1400 daN/cm2
.
Trong xây dựng cầu đường thường sử dụng bê tông có cường độ khoảng 250
– 400 daN/cm2
hoặc lớn hơn.
1.3.2 Theo loại chất kết dính.
Bê tông xi măng, bê tông silicat (chất kết dính là vôi), bê tông thạch cao, bê
tông polime, bê tông đặc biệt (dùng chất kết dính đặc biệt).
1.3.3 Theo cốt liệu.
Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu rỗng, bê tông cốt liệu đặc biệt (chất phóng
xạ, chịu nhiệt, chịu axit), bê tông keramdit, bê tông cốt thép.
1.3.4 Theo khối lượng thể tích.
Bảng 1. 1 Phân loại bê tông theo khối lượng thể tích.
Loại bê
tông
γb (g/cm3
) Ghi chú
Bê tông
đặc biệt
nặng
> 2.5
Chế tạo từ cốt liệu đặc biệt nặng dùng cho kết cấu
đặc biệt.
Bê tông
nặng
1.8 – 2.5
Chế tạo từ cát sỏi bình thường, dùng cho kết cấu chịu
lực.
Bê tông
nhẹ
0.5 – 1.8
Trong đó gồm có bê tông nhẹ cốt liệu rỗng (nhân tạo
hay tự nhiên), bê tông tổ ong (bê tông khí và bê tông
bọt), chế tạo từ hỗn hợp chất kết dính, nước, cấu tử silic
nghiền mịn và chất tạp rồng, bê tông hốc lớn (không có
cốt liệu nhỏ).
Bê tông
đặc biệt
nhẹ
< 0.5 Cũng là loại bê tông tổ ong và bê tông cốt liệu rỗng.
1.3.5 Theo phạm vi sử dụng.
Bê tông thường được dùng trong các kết cấu cầu bê tông cốt thép (móng, cột,
dầm, sàn…), bê tông thủy công, dùng để xây đập, âu thuyền, phủ lớp mái kênh các
công trình dẫn nước, bê tông đường, sân bay, bê tông kết cấu bao che (thường là bê
tông nhẹ), bê tông đặc biệt, bê tông chịu nhiệt, chịu axit, bê tông chống phóng xạ.

Trang 15
1.4 Các thành phần cốt liệu.
1.4.1 Xi măng.
Việc lựa chọn xi măng là đặc biệt quan trọng trong việc sản xuất ra bê tông,
có nhiều loại xi măng khác nhau, xi măng mác càng cao thì khả năng kết dính càng
tốt và làm chất lượng thiết kế bê tông tăng lên, tuy nhiên giá thành của xi măng mác
cao rất lớn. Vì vậy, khi thiết kế bê tông vừa phải đảm bảo chất lượng đúng yêu cầu
kỹ thuật và vừa phải giải quyết bài toán kinh tế.
1.4.2 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 – 0,5 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%.
1.4.3 Đá dăm.
Đá dăm có nhiều loại tùy thuộc vào kích thước của đá, do đó tùy thuộc vào
kích cỡ của bê tông mà ta chọn kích thước đá phù hợp. Trong thành phần bê tông, đá
dăm chiếm khoảng 52%.
1.4.4 Nước.
Nước dùng trong sản xuất bê tông phải đáp ứng đủ tiêu chuẩn để không ảnh
hưởng đến khả năng đông kết của bê tông và chống ăn mòn kim loại.
1.4.5 Các chất phụ gia.
Phụ gia sử dụng có dạng bột, thường có 2 loại phụ gia:
Loại phụ gia hoạt động bề mặt: loại phụ gia này mặc dù được sử dụng 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: loại phụ gia này 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.
1.5 Tính chất đặc thù của bê tông.
1.5.1 Cường độ của bê tông.
Cường độ của bê tông là độ cứng rắn của bê tông chống lại các lực tác động
từ bên ngoài mà không bị phá hoại.

Trang 16
Cường độ của bê tông phản ánh khả năng chịu lực của nó. Cường độ của bê
tông phụ thuộc vào tính chất của xi măng, tỉ lệ nước, xi măng, phương pháp đổ bê
tông và điều kiện đông cứng.
Đặc trưng cơ bản của cường độ bê tông là “Mác” hay còn gọi là số liệu.
Mác bê tông kí hiệu là “M” là cường độ chịu nén tính theo (N/cm2
) của mẫu
bê tông tiêu chuẩn hình khối lập phương, kích thước cạnh 15 cm, tuổi 28 ngày được
dưỡng hộ và thí nghiệm theo điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 200
C ± 20
C), độ ẩm không
khí 90% đến 100%. Mác “M” là chỉ tiêu cơ bản nhất đối với mọi loại bê tông và mọi
kết cấu.
Tiêu chuẩn nhà nước quy định bê tông có các mác thiết kế như sau:
- Bê tông nặng: M100, M150, M200, M250, M300, M350, M400, M500,
M600. Bê tông nặng có khối lượng riêng khoảng 1800 kg/m3
đến 2500
kg/m3
cốt liệu sỏi đá đặc chắc.
- Bê tông nhẹ: M50, M75, M100, M150, M200, M250, M300. Bê tông nhẹ
có khối lượng riêng trong khoảng 800 kg/m3
đến 1800 kg/m3
, cốt liệu là các
loại đá có lỗ rỗng, keramzit, xỉ quặng…
Trong kết cấu bê tông cốt thép chịu lực phải dùng mác không thấp hơn 150.
Cường độ của bê tông tăng theo thời gian, đây là một tính chất đáng quý của
bê tông, đảm bảo cho công trình làm bằng bê tông bền lâu hơn những công trình làm
bằng gạch, đá, gỗ, thép… Lúc đầu cường độ bê tông tăng lên rất nhanh, sau đó tốc độ
giảm dần. Trong môi trường (nhiệt độ, độ ẩm) thuận lợi, sự tăng cường độ có thể kéo
dài hơn trong nhiều năm, trong điều kiện khô hanh hoặc nhiệt độ thấp thì cường độ
bê tông tăng không đáng kể.
Bảng 1. 2 Thành phần tỉ lệ các cốt liệu theo mác bê tông.
Mác (M) Xi măng (Kg) Cát (m3
) Đá (m3
) Nước (lít)
150 244 0.498 0.856 195
200 293 0.479 0.846 195
250 341 0.461 0.835 195
300 390 0.438 0.829 195
350 450 0.406 0.846 200
400 465 0.419 0.819 186

Trang 17
1.5.2 Tính giãn nở.
Trong quá trình rắn chắc, bê tông thường phát sinh biến dạng thể tích, nở ra
trong nước và co lại trong không khí. Về giá trị tuyệt đối độ co lớn hơn độ nở 10 lần
một giới hạn nào đó, độ nở có thể làm tốt hơn cấu trúc của bê tông còn hiện tượng co
ngót luôn kéo theo hậu quả xấu.
Bê tông bị co ngót do nhiều nguyên nhân. Trước hết là sự mất nước, quá trình
Cacbon hóa Hyđroxit trong đá, xi măng. Hiện tượng giảm thể tích tuyệt đối của hệ xi
măng – nước. Co ngót là nguyên nhân gây ra nứt, giảm cường độ, chống thấm, độ ổn
định của bê tông và bê tông cốt thép trong môi trường xâm thực. Vì vậy đối với những
công trình có chiều dài lớn, để tránh nứt người ta đã phân đoạn để tạo thành các khe
co giãn.
1.5.3 Tính chống thấm.
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 tỉ lệ nước, xi măng ở vị trí số tối
thiểu. Ngoài ra, để tăng tính chống thấm người ta còn trộn bê tông với một số chất
phụ gia.
1.6 Quá trình đông cứng của bê tông và biện pháp bảo quản.
Quá trình đông cứng của bê tông phụ thuộc vào quá trình đông cứng của xi
măng, thời gian đông kết bắt đầu không sớm hơn 45 phút. Vì vậy sau khi trộn bê tông
xong cần phải đổ ngay để tránh hiện tượng vữa xi măng bị đông cứng trước khi đổ.
Thời gian từ lúc bê tông ra khỏi máy trộn đến lúc đổ xong một lớp bê tông (không
tính phụ gia) không quá 90 phút khi dùng xi măng pooclang và không quá 110 phút
khi dùng xi măng pooclang xi, tro núi lửa, xi măng pupơlan. Thời gian vận chuyển
bê tông (kể từ lúc đổ bê tông ra khỏi máy trộn) đến lúc đổ vào khuôn không nên lâu
quá làm cho vữa bê tông bị phân tầng.
Thời gian vận chuyển cho phép của bê tông (không có phụ gia):
Bảng 1. 3 Thời gian cho phép vận chuyển bê tông theo từng mức nhiệt độ.
Nhiệt độ (0
C) 20 – 30 10 – 20 5 – 10
Thời gian vận chuyển (phút) 45 60 95

Trang 18
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG.
2.1 Giới thiệu chung.
Hiện nay trên thị trường có hai loại trạm trộn chính: trạm trộn bê tông nhựa
nóng và trạm trộn bê tông xi măng.
Trạm trộn bê tông nhựa nóng: dùng để sản xuất bê tông từ hỗn hợp nhựa đường
(hắc ín), đá, chất phụ gia…, nó được ứng dụng phổ biến trong xây dựng đường xá,
các công trình giao thông, cầu, cảng… được rải lên bề mặt.
Hình 2. 1 Trạm trộn bê tông nhựa nóng.
Trạm trộn bê tông xi măng: Ứng dụng rộng rãi trong đời sống hiện nay nhất là
trong lĩnh vực xây dựng, bê tông được sản xuất từ hỗn hợp cát, đá, xi măng, nước và
phụ gia.
Hình 2. 2 Trạm trộn bê tông xi măng.

Trang 19
2.2 Trạm trộn bê tông xi măng.
2.2.1 Giới thiệu.
Trạm trộn bê tông xi măng là một tổng thành nhiều cụm và thiết bị, các cụm
thiết bị này phải phối hợp nhịp nhàng với nhau để hòa trộn các thành phần: cát, đá,
nước, phụ gia và xi măng được tạo thành hỗn hợp bê tông xi măng. Một trạm trộn bê
tông có các yêu cầu chung sau đây:
- Đảm bảo trộn và cung cấp được nhiều mác bê tông với thời gian điều chỉnh
nhỏ nhất.
- Cho phép sản xuất được hai loại hỗn hợp bê tông khô hoặc ướt.
- Hỗn hợp bê tông không bị tách nước hay bị phân tầng khi vận chuyển.
- Trạm làm việc ổn định, không ồn, không gây ô nhiễm môi trường.
- Lắp đặt sửa chữa đơn giản.
- Có thể làm việc ở hai chế độ là tự động hoặc bằng tay.
2.2.2 Phân loại.
Có 2 loại trạm trộn bê tông xi măng chính như sau:
- Trạm trộn bê tông xi măng cấp liệu bằng băng tải.
- Trạm trộn bê tông xi măng cấp liệu bằng gầu.
Mặc dù có hai loại trạm trộn bê tông xi măng, tuy nhiên nhìn chung đều bao
gồm các cụm và thiết bị sau:
- Cụm cấp nguyên liệu.
- Thiết bị định lượng (cát, đá, xi măng, nước và phụ gia).
- Hệ thống điều khiển.
- Thiết bị trộn, máy trộn.
- Kết cấu phụ.
2.2.3 Cấu tạo chung của trạm trộn bê tông xi măng.
2.2.3.1 Cụm cấp nguyên liệu.
Cấp cát, đá..
Việc cấp cát, đá cho trạm trộn có nhiều phương án khác nhau tuy nhiên tham
khảo thực tế ta có 2 phương án sau:

Trang 20
Bảng 2. 1 Cấp cát đá theo hai kiểu cấp liệu.
Cấp liệu kiểu gầu Cấp liệu kiểu băng tải
Nguyên
lý
Vật liệu (đá, cát) được tập kết
ngoài bãi chứa liệu ở các ngăn
riêng biệt, tiếp theo được gầu cào
đổ vào thiết bị định lượng, sau khi
định lượng được vật liệu được xả
vào skip, từ skip vật liệu được đổ
vào thùng trộn.
Vật liệu (cát, đá) được tập kết
ngoài bãi sau đó được máy xúc gầu
lật đổ vào bunke, thiết bị định lượng.
Sau khi được định lượng đúng yêu
cầu thì băng tải vận chuyển đổ vào
thùng.
Ưu
điểm
Cấp liệu trực tiếp từ bãi chứa
mà không qua thiết bị vận chuyển
trung gian.
Diện tích mặt bằng cho toàn
trạm không lớn lắm.
Cấp liệu cho máy trộn được liên
tục.
Vật liệu ở bãi chứa không cần
phải vun cao và không cần phải có
tấm cách vật liệu.
Nhược
điểm
Vật liệu ở bãi chứa phải được
vun cao cho đủ lượng dự trữ.
Việc cấp liệu cho máy trộn
không liên tục.
Bãi chứa phải có vách ngăn
phân chia vật liệu.
Với phương án này chỉ áp dụng
cho trạm trộn có năng suất thấp.
Việc cấp liệu cho băng tải phải có
thiết bị chuyên dùng.
Khoảng cách giữa băng tải và
thùng trộn tương đối lớn dẫn đến
khả năng tiếp xúc của vật liệu với
môi trường nhiều, sẽ gây ô nhiễm
môi trường nếu không được che
chắn kĩ.
Phương án này được áp dụng cho
các trạm trộn có năng suất lớn.
Cấp xi măng:
Bảng 2. 2 Cấp xi măng theo hai kiểu cấp liệu.
Dùng bằng gầu tải Dùng xi lô
Nguyên
lý
Xi măng từ bao bì nhỏ đổ
vào phễu được băng gầu vận
chuyển đổ vào xi lô nhỏ vào
Xi măng rời được vận chuyển bằng
khí nén vào xi lô sau đó được vít tải vận

Trang 21
thiết bị định lượng, sau đó
được xả vào thùng trộn.
chuyển đổ vào thiết bị định lượng trước
khi vào thùng trộn.
Ưu
điểm
Có thể cấp xi măng cho
trạm với khối lượng nhỏ.
Kết cấu đơn giản, giá thành
hạ.
Không gây ô nhiễm môi trường.
Tiết kiệm được chi phí vận chuyển do
nạp xi măng với khối lượng lớn.
Nhược
điểm
Do cấp xi măng từ bao bì
nên gây ô nhiễm.
Năng suất vận chuyển thấp
không thích hợp với trạm trộn
có năng suất cao.
Khi cần nạp liệu với khối lượng nhỏ
không thuận lợi.
Kết cấu phức tạp, giá thành đắt.
Phương pháp này được dùng phổ biến
ở các trạm trộn bê tông.
Cấp nước và phụ gia:
Việc cấp nước và phụ gia hầu như đều dựa trên phương pháp cấp trực tiếp từ
bồn chứa. Nước và phụ gia từ bồn chứa theo đường ống xả xuống thiết bị định lượng
và vào thùng trộn.
2.2.3.2 Thiết bị định lượng.
Bảng 2. 3 Các phương pháp định lượng.
Định lượng theo thể tích Định lượng theo khối lượng
Nguyên
lý
Vật liệu được xả vào trong
thùng chưa có thể tích phù hợp
với thể tích vật liệu cho một mẻ
trộn.
Vật liệu được xả vào bàn cân, trên
bàn cân có gắn thiết bị cảm biến, tín
hiệu nhận từ cảm biến được xử lý bởi
máy tính sau đó kết quả được hiển thị
trên bộ chỉ thị. Ở đây cát, đá, nước, phụ
gia và xi măng được định lượng độc
lập.
Ưu
điểm
Kết cấu đơn giản, giá thành
rẻ.
Định lượng vật liệu có độ chính xác
cao.
Nhược
điểm
Định lượng thành phần cốt
liệu thiếu chính xác dẫn đến
Kết cấu phức tạp, giá thành cao.

Trang 22
chất lượng bê tông không được
đảm bảo.
Định lượng theo thể tích
thường dùng để định lượng
nước và phụ gia hoặc dùng để
định lượng vật liệu ở các trạm
trộn bê tông nhỏ lẻ, nhưng hiện
nay ít sử dụng.
Hiện nay người ta thường dùng
phương pháp định lượng kiểu khối
lượng là chủ yếu.
2.2.3.3 Thiết bị trộn.
Dùng để trộn hỗn hợp các nguyên liệu và xả ra xe bồn. Thường sử dụng động
cơ để quay trộn bê tông.
2.2.3.4 Hệ thống điều khiển.
- Hệ thống điều khiển bằng điện.
- Cấp nguồn cho trạm trộn.
- Điều khiển các động cơ cấp liệu, động cơ trộn.
- Cảnh báo sự cố, báo lỗi.
- Dừng khi có lỗi…
- Hệ thống điều khiển khí nén thủy lực.
- Điều khiển các van khí nén và xy lanh để đóng mở cửa cấp liệu, cửa xả.
2.2.3.5 Kết cấu phụ.
Kết cấu thép dùng để làm giá đỡ cho các cụm ở trên được chắc chắn, đảm bảo
an toàn khi vận hành và sản xuất.
Hình 2. 3 Kết cấu thép.

Trang 23
2.2.4 Nguyên lý hoạt động.
Trạm trộn bê tông xi măng nhìn chung hoạt động theo nguyên lý sau:
Hình 2. 4 Nguyên lý hoạt động trạm trộn bê tông xi măng.

Trang 24
CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU VỀ PLC. PLC – S7 1200. PHẦN
MỀM LẬP TRÌNH PLC TIA – PORTAL V13.
3.1 Khái quát chung về PLC.
3.1.1 Lịch sử hình thành.
Thiết bị điều khiển khả trình (PLC, programmable logic controller) là một loại
máy tính điều khiển chuyên dụng, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều
khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình, do nhà phát minh người Mỹ Richard
Morley lần đầu tiên đưa ra ý tưởng vào năm 1968. Dựa trên yêu cầu kỹ thuật của
General Motors là xây dựng một thiết bị có khả năng lập trình mềm dẻo thay thế cho
mạch điều khiển logic cứng, công ty Allen Bradley và Bedford Associate (Modicon)
đã đưa ra trình bày đầu tiên. Trước đây thiết bị này thường được gọi với cái tên
Programmable Controller, viết tắt là PC, sau này khi máy tính cá nhân PC (Personal
Computer) trở nên phổ biến từ viết tắt PLC hay được dùng hơn để tránh nhầm lẫn.
3.1.2 Các loại PLC thông dụng.
Bảng 3. 1 Một số loại PLC thông dụng.
Hãng Siemens
S7 – 200: CPU 212, CPU 214, CPU 222, CPU 224…
S7 – 300: CPU 313, CPU 314, CPU 315…
S7 – 400: CPU 412, CPU 413, CPU 414, CPU 416…
S7 – 1200: CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C…
Hãng Omron
Dòng CPM1A, CPM2A, CPM2C
Dòng CQM1
Dòng CP1E
Dòng CP1L
Dòng CP1H
Dòng CJ1/M
Hãng Mitsubishi
Dòng FX: FX1N, FX1S, FX2N, FX3G…
Dòng A PLC: A large CPU, QnAS CPU, AnS CPU
Dòng Q PLC
Dòng L PLC
Hãng Delta Dòng DVP – SA

Trang 25
Dòng DVP – SC
Dòng DVP – SX
Dòng DVP – SV
Dòng DVP – ES
3.1.3 Ngôn ngữ lập trình.
Các ngôn ngữ lập trình PLC được quy định trong chuẩn IEC 61131 – 3 bao
gồm:
Ngôn ngữ lập trình cơ bản:
- Instruction List (IL): dạng hợp ngữ.
- Structured Text (ST): giống Pascal.
Các ngôn ngữ đồ họa:
- Ladder Diagram (LD): giống mạch rơ le.
- Function Block Diagram (FBD): giống mạch nguyên lý.
- Sequential Function Charts (SFC): xuất xứ từ mạng Petri/Grafcet.
3.1.4 Cấu trúc và phương thức thực hiện chương trình PLC.
3.1.4.1 Cấu trúc.
Hình 3. 1 Sơ đồ khối PLC
Bộ xử lý trung tâm (CPU): Bao gồm một hay nhiều bộ vi xử lý điều hành hoạt
động của toàn hệ thống.

Trang 26
Các kênh truyền (các BUS): bus dữ liệu (thường là 8 bit), đường dẫn các thông
tin dữ liệu, mỗi dây truyền 1 bit dạng số nhị phân. Bus địa chỉ (thường là 8 hoặc 16
bit), tải địa chỉ vị trí nhớ trong bộ nhớ. Bus điều khiển, truyền tín hiệu điều khiển từ
CPU đến các bộ phận. Bus hệ thống, trao đổi thông tin giữa các cổng nhập xuất và
thiết bị nhập xuất.
Bộ nguồn: cung cấp nguồn một chiều (5V) ổn định cho CPU và các thành phần
chức năng khác từ một nguồn xoay chiều (110, 220V…) hoặc nguồn một chiều (12,
24V…).
Các thành phần vào/ra: đóng vai trò là giao diện giữa CPU và quá trình kỹ
thuật. Nhiệm vụ của chúng là chuyển đổi, thích ứng tín hiệu và cách ly giữa các thiết
bị ngoại vi (cảm biến, cơ cấu chấp hành) và CPU.
Đầu vào số (DI: Digital Input): các ngõ vào của khối này được kết nối với các
bộ chuyển đổi tạo ra tín hiệu nhị phân như nút ấn, công tắc, cảm biến tạo tín hiệu nhị
phân. Dải điện áp đầu vào có thể là 5 VDC, 12 – 24 VDC/VAC, 48 VDC, 100 – 120
VAC, 200 – 240 VAC…
Đầu vào tương tự (AI: Analog Input): Khối này có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu
tương tự thành tín hiệu số. Các ngõ vào của khối này thường được kết nối với các bộ
chuyển đổi tạo ra tín hiệu analog như cảm biến nhiệt độ, cảm biến lưu lượng, hay ngõ
ra analog của biến tần. Các chuẩn tín hiệu tương tự thường gặp là 4 – 20mA, 0 – 5V,
0 – 10V.
Đầu ra tương tự (AO: Analog Output): Khối này có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu
số được gửi từ CPU đến đối tượng điều khiển thành tín hiệu tương tự. Các đầu ra của
khối này được kết nối với các đối tượng điều khiển nhận tín hiệu tương tự như ngõ
vào analog của biến tần, van điện từ…
Đầu ra số (DO: Digital Output): Các đầu ra của khối này được kết nối với các
đối tượng điều khiển nhận tín hiệu nhị phân như đèn báo, cuộn hút Relay… Có 3 loại
đầu ra số là dạng Trans (1 chiều), Triac (xoay chiều) và Relay với các dải điện áp 5
VDC, 24 VDC, 12 – 48VDC/VAC, 120 VAC, 230 VDC.
3.1.4.2 Phương thức thực hiện chương trình.
PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng
quét (Scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng
vào số tới vùng bộ đệm ảo ngõ vào, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình.

Trang 27
Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên cho đến lệnh kết
thúc. Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ
đệm ảo ngõ ra tới các cổng ra số. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền
thông nội bộ và kiểm tra lỗi. Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng
quét gọi là thời gian vòng quét (scan time). Thời gian vòng quét không cố định, tức
là không phải vòng quét nào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như
nhau. Có vòng quét thực hiện lâu, có vòng quét thực hiện nhanh tùy thuộc vào số lệnh
trong chương trình được thực hiện và khối lượng dữ liệu truyền thông… trong vòng
quét đó.
3.1.5 Ứng dụng PLC.
- Điều khiển các dây truyền đóng gói bao bì, tự động mạ tráng kẽm, sản xuất
bia, sản xuất xi măng…
- Hệ thống rửa ô tô tự động.
- Điều khiển thang máy.
- Điều khiển máy sấy, máy ép nhựa…
3.2 PLC – S7 1200.
3.2.1 Cấu trúc.
S7 – 1200 là một dòng của bộ điều khiển logic khả trình (PLC) có thể kiểm
soát nhiều ứng dụng tự động hóa. Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp và một tập lệnh mạnh
làm cho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7 –
1200.
S7 – 1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp
sẵn, các đầu vào vào/ra (DI/DO).
Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương
trình điều khiển.
S7 – 1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP.
Ngoài ra bạn có thể dùng các module truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc
RS232.
Phần mềm dùng để lập trình cho S7 – 1200 là Step 7 Basic. Step 7 basic hỗ trợ
ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm này được tích hợp trong TIA
Portal của Siemens.

Trang 28
Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ
nhớ chương trình khác nhau. PLC S7 – 1200 có các loại sau:
Bảng 3. 2 Một số CPU S7 - 1200.
Tính năng CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C CPU 1215C
Kích thước vật lý
(mm)
90x100x75 90x100x75 110x100x75 130x100x75
Bộ nhớ
người
dùng
Work 30 Kbytes 50 Kbytes 75 Kbytes 100 Kbytes
Load 1 Mbyte 1 Mbyte 4 Mbyte 4 Mbyte
Retentive 10 Kbytes 10 Kbytes 10 Kbytes 10 Kbytes
I/O tích
hợp trên
CPU
Kiểu số
6 Inputs / 4
Out
8 Inputs / 6
Out
14 Inputs /
10 Out
14 Inputs /
10 Out
Kiểu
tương tự
2 inputs 2 inputs 2 inputs
2 inputs / 2
outputs
Kích
thước bộ
đệm
Inputs 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes
Outputs 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes
Bit nhớ (M) 4096 bytes 4096 bytes 4096 bytes 4096 bytes
Module mở rộng vào
ra (SM)
none 2 8 8
Board tín hiệu (SB)
Board pin (BB)
Board truyền thông
(CB)
1 1 1 1
Module truyền thông
(CM)
3 3 3 3
Bộ đếm
tốc độ
cao
Total
3 built – in
I/O, 5 with
SB
4 built – in
I/O, 6 with
SB
6 6
Singe
phase
3 at 100kHz
SB: 2 at
30kHz
3 at 100kHz
1 at 30kHz
3 at 100kHz
3 at 30kHz
3 at 100kHz
3 at 30kHz

Trang 29
SB: 2 at
30kHz
Quadrature
phase
3 at 80kHz
SB: 2 at
20kHz
3 at 80kHz
1 at 20kHz
SB: 2 at
20kHz
3 at 80kHz
3 at 20kHz
3 at 100kHz
3 at 20kHz
Ngõ ra xung 4 4 4 4
Card nhớ SIMATIC Memory Card (optional)
Lưu trữ thời gian đồng
hồ thời gian thực
Chuẩn là 20 ngày, nhỏ nhất là 12 ngày ở nhiệt độ 400
C
(duy trì bằng tụ điện có điện dung lớn)
PROFINET
1 cổng truyền thông
Ethernet
2 cổng truyền thông
Ethernet
Tốc độ thực thi phép
toán thực
2.3 µs/lệnh
Tốc độ thực thi logic
Boolean
0.08 µs/lệnh
3.2.2 Phân vùng bộ nhớ.
PLC có 3 loại bộ nhớ sử dụng là Load memory, Work memory và Retentive
Memory:
- Load memory chứa bộ nhớ của chương trình khi down xuống.
- Work memory là bộ nhớ lúc làm việc.
- System memory thì có thể setup vùng này trong Hardware config, chỉ cần
chứa các dữ liệu cần lưu vào đây.
Bảng 3. 3 Phân vùng bộ nhớ.
Bộ nhớ CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C
Load memory 1 Mb 2 Mb
Work memory 25 Kb 50 Kb
System memory 2 Kb 2 Kb

Trang 30
3.2.3 Tập lệnh S7 – 1200.
3.2.3.1 Xử lý bít.
Bảng 3. 4 Tập lệnh xử lý bít.
Tiếp điểm thường hở sẽ đóng khi giá trị của bit có địa chỉ là n
bằng 1.
Toán hạng n: I, Q, M, L, D.
Tiếp điểm thường đóng sẽ đóng khi giá trị của bit có địa chỉ n
là 0.
Toán hạng n: I, Q, M, L, D.
Giá trị của bit có địa chỉ là n sẽ bằng 1 khi đầu vào của lệnh này
bằng 1 và ngược lại.
Toán hạng n: Q, M, L, D.
Chỉ sử dụng một lệnh out cho 1 địa chỉ.
Giá trị của bit có địa chỉ là n sẽ bằng 1 khi đầu vào của lệnh này
bằng 0 và ngược lại.
Chỉ sử dụng một lệnh out not cho 1 địa chỉ.
Giá trị của các bit có địa chỉ là n sẽ bằng 1 khi đầu vào của lệnh
này bằng 1. Khi đầu vào của lệnh bằng 0 thì bit này vẫn giữ nguyên
trạng thái.
Giá trị của các bit có địa chỉ là n sẽ bằng 0 khi đầu vào của lệnh
này bằng 1. Khi đầu vào của lệnh bằng 0 thì bit này vẫn giữ nguyên
trạng thái.
3.2.3.2 Timer và counter.
Bảng 3. 5 Tập lệnh Timer, Counter.
Timer trễ không nhớ – TON
Khi ngõ vào IN ngừng tác động thì reset và dừng hoạt động
Timer. Thay đổi PT khi Timer vận hành không có ảnh hưởng gì.

Trang 31
Counter đếm lên – CTU.
Giá trị bộ đếm CV được tăng lên 1. Khi tín hiệu ngõ vào CU
chuyển từ 0 lên 1. Ngõ ra Q được tác động lên 1 khi CV >= PV.
Nếu trạng thái R = Reset được tác động thì bộ đếm CV = 0.
3.2.3.3 Lệnh toán học.
Bảng 3. 6 Tập lệnh toán học.
Lệnh so sánh dùng để so sánh hai giá trị IN1 và IN2 bao gồm
IN1= IN2, IN1>= IN2, IN1<= IN2, IN1< IN2, IN1> IN2, IN1<>
IN2.
So sánh 2 kiểu dữ liệu giống nhau, nếu lệnh so sánh thỏa mãn
thì ngõ ra sẽ là mức 1 = TRUE( tác động mức cao) và ngược lại.
Kiểu dữ liệu so sánh là: SInt, Int, Dint, USInt, UDInt, Real,
Lreal, String, Time, DTL, Constant.
Lệnh cộng ADD: OUT = IN1 + IN2.
Lệnh trừ SUB : OUT = IN1 - IN2.
Tham số IN1, IN2 phải cùng kiểu dữ liệu: Sint, Int, Dint,
USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal, Constant.
Tham số OUT có kiểu dữ liệu: Sint, Int, Dint, USInt, Uint,
UDInt, Real, Lreal.
Tham số ENO = 1 nếu không có lỗi xảy ra trong quá trình thực
thi. Ngược lại ENO = 0 khi có lỗi, một số lỗi xảy ra khi thực thi
lệnh này:
Kết quả toán học nằm ngoài phạm vi của kiểu dữ liệu.
Real/Lreal: Nếu một trong những giá trị đầu vào là NaN sau
đó được trả về NaN.
ADD Real/Lreal: Nếu cả hai giá trị IN là INF có dấu khác
nhau, đây là một khai báo không hợp lệ và được trả về NaN

Trang 32
3.2.3.4 Di chuyển và chuyển đổi dữ liệu.
Bảng 3. 7 Tập lệnh di chuyển.
Lệnh Move di chuyển nội dung ngõ vào IN đến ngõ ra OUT
mà không làm thay đổi giá trị ngõ IN.
Tham số:
EN: cho phép ngõ vào.
ENO: cho phép ngõ ra.
IN: nguồn giá trị đến.
OUT1: nơi chuyển đến.
3.2.4 Sơ đồ đấu dây.
Hình 3. 2 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C AC/DC/Relay.

Trang 33
Hình 3. 3 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/Relay.
Hình 3. 4 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/DC.
3.3 Phần mềm Tia – Portal v13.
3.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic.
Step 7 Basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hoàn hảo.
Thông minh và trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật và cấu hình mạng, lập
trình, chuẩn đoán và nhiều hơn nữa.
Trực quan dễ dàng để tìm hiểu và dễ dàng để hoạt động.

Trang 34
3.3.2 Các bước tạo một project.
Bước 1: Từ màn hình desktop nhấp đúp chọn biểu tượng TIA Portal V13
Hình 3. 5 Biểu tượng phần mềm TIA - Portal V13.
Bước 2: Click chuột vào “Create new project” để tạo dự án.
Hình 3. 6 Creat new project.
Bước 3: Nhập tên dự án vào “Project name” sau đó nhấn “Create”.
Hình 3. 7 Đặt tên cho dự án.

Trang 35
Bước 4: Chọn “configure a device”.
Hình 3. 8 Configure a device.
Bước 5: Chọn “add new device”.
Hình 3. 9 Add new device.

Trang 36
Bước 6: Chọn loại CPU PLC sau đó chọn “add”.
Hình 3. 10 Chọn loại CPU.
Bước 7: Project mới được hiện ra.
Hình 3. 11 Một project mới được tạo ra.

Trang 37
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MẠCH LỰC MẠCH ĐIỀU KHIỂN
SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY.
4.1 Đặt vấn đề.
Trong thực tế việc lựa chọn tính toán công suất động cơ là một công việc khá
phức tạp, đòi hỏi phải kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm thực tế. Đặc biệt đối với
hệ thống trạm trộn xi măng bê tông thì điều này càng trở nên quan trọng. Cần phải
tính toán công suất các động cơ sao cho hệ thống làm việc một cách phù hợp, đúng
công suất thiết kế và chất lượng bê tông luôn ở mức cao nhất. Khi tính toán thiết kế
không được để động cơ làm việc quá tải dẫn đến phá hỏng động cơ, hoặc làm việc
non tải dẫn đến chi phí đầu tư cao hơn mức cần thiết và tổn thất điện năng.
4.2 Hướng giải quyết.
Trong giới hạn tìm hiểu và nghiên cứu đề tài, việc xây dựng công thức tính
công suất động cơ của hệ thống gặp phải rất nhiều khó khăn và độ chính xác không
được cao. Vì thế, nhóm chúng em xin được tính toán và thiết kế mạch lực và mạch
điều khiển cho hệ thống trạm trộn bê tông với các thông số công suất động cơ được
xác định trước như sau:
- Công suất động cơ dẫn động máy trộn: Ptrộn = 37 kW.
- Công suất động cơ kéo băng tải: Pbăng tải = 7,5 kW.
- Công suất động cơ máy bơm nước: Pbơm nước = 4,5 kW.
- Công suất động cơ vít tải xi măng: Pvít tải = 5,5 kW.
- Công suất động cơ máy nén khí: Pkhí nén = 7,5 kW.
4.3 Tính toán thiết kế mạch lực.
4.3.1 Mạch lực động cơ dẫn động buồng trộn.
- Công suất động cơ trộn: Ptrộn = 37 kW.
- Cường độ dòng điện định mức động cơ:
Iđm trộn =
Ptrộn
√3.Ud. cos 𝜑
=
37000
√3.380.0,85
= 66 (A)
Trong đó:
+ Iđm trộn: dòng điện định mức của động cơ (A).
+ Ptrộn: công suất định mức động cơ dẫn động buồng trộn (W).
+ Ud: điện áp định mức động cơ (V).

Trang 38
+ Cos 𝜑: hệ số công suất. Lấy cos 𝜑 = 0,85.
- Cường độ dòng điện khởi động:
Ikđ trộn = Iđm trộn.kkđ = 66.4 = 264 (A)
Trong đó:
+ Ikđ trộn: dòng điện khởi động động cơ (A).
+ Iđm trộn: dòng điện định mức của động cơ (A).
+ kkđ: hệ số khởi động, kkđ = 2 ÷ 8. Chọn kkđ = 4.
Do công suất động cơ lớn nên sẽ áp dụng bộ khởi động mềm để khởi động
động cơ, dòng điện khởi động sẽ giảm 3 đến 4 lần so với khởi động trực tiếp.
- Chọn aptomat bảo vệ: Iđm = 90 (A).
- Chọn khởi động từ: Iđm = 90 (A).
4.3.2 Mạch lực động cơ kéo băng tải.
- Công suất động cơ băng tải: Pbăng tải = 7,5 kW.
Iđm băng tải =
Pbăng tải
√3.Ud. cos φ
=
7500
√3.380.0,85
= 13,4 (A)
Trong đó:
+ Iđm băng tải: dòng điện định mức của băng tải (A).
+ P băng tải: công suất định mức động cơ băng tải (W).
Ikđ băng tải = Iđm băng tải.kkđ = 13,4.4 = 53,6 (A)
Trong đó:
+ Ikđ băng tải: dòng điện khởi động động cơ băng tải (A).
+ Iđm băng tải: dòng điện định mức của động cơ băng tải (A).

Trang 39
4.3.3 Mạch lực động cơ bơm nước.
- Công suất động cơ bơm nước: Pbơm nước = 4,5 kW.
Iđm bơm nước =
Pbơm nước
√3.Ud. cos 𝜑
=
4500
√3.380.0,85
= 8,04 (A)
Trong đó:
+ Iđm bơm nước: dòng điện định mức của máy bơm nước (A).
+ P bơm nước: công suất định mức của máy bơm nước (W).
Ikđ bơm nước = Iđm bơm nước.kkđ = 8,04.4 = 32,2 (A)
Trong đó:
+ Ikđ bơm nước: dòng điện khởi động động cơ bơm nước (A).
+ Iđm bơm nước: dòng điện định mức của động cơ bơm nước (A).
Theo thiết kế sẽ sử dụng phương pháp khởi động đổi nối sao tam giác nên
dòng khởi động giảm √3 lần.
4.3.4 Mạch lực động cơ vít tải xi măng.
- Công suất động cơ vít xi măng: Pvít xi măng = 5,5 kW.
Iđm vít xi măng =
Pvít xi măng
√3.Ud. cos 𝜑
=
5500
√3.380.0,85
= 9,8 (A)
Trong đó:
+ Iđm vít xi măng: dòng điện định mức của máy vít xi măng (A).
+ P vít xi măng: công suất định mức của máy vít xi măng (W).
Ikđ vít xi măng = Iđm vít xi măng.kkđ = 9,8.4 = 34,3(A)

Trang 40
Trong đó:
+ Ikđ vít xi măng: dòng điện khởi động động cơ vít xi măng (A).
+ Iđm vít xi măng: dòng điện định mức của động cơ vít xi măng (A).
Theo thiết kế sẽ sử dụng phương pháp khởi động đổi nối sao tam giác nên
dòng khởi động giảm √3 lần.
4.3.5 Mạch lực động cơ máy nén khí.
- Công suất động cơ máy nén khí: Pmáy nén khí = 7,5 kW.
Iđm máy nén khí =
Pmáy nén khí
√3.Ud. cos 𝜑
=
7500
√3.380.0,85
= 13,4 (A)
Trong đó:
+ Iđm máy nén khí: dòng điện định mức của máy máy nén khí (A).
+ P máy nén khí: công suất định mức của máy máy nén khí (W).
Ikđ máy nén khí = Iđm máy nén khí.kkđ = 13,4.4 = 53,6(A)
Trong đó:
+ Ikđ máy nén khí: dòng điện khởi động động cơ máy nén khí (A).
+ Iđm máy nén khí: dòng điện định mức của động cơ máy nén khí (A).
4.3.6 Tính chọn aptomat tổng.
Ta có tổng công suất các động cơ:
P∑ = Ptrộn + Pbăng tải + Pbơm nước + Pvít tải + Pkhí nén

Trang 41
P∑ = 37 + 7,5 + 4,5 + 5,5 + 7,5 = 62 (kW)
Dòng điện định mức của aptomat tổng tính theo tổng công suất là:
Iđm =
P∑
√3.Uđm.cosφ
=
62000
√3.380.0,85
= 110,8 (A)
Chọn aptomat tổng có Iđm = 150 (A).
4.3.7 Tính chọn bộ khởi động mềm.
Các động cơ làm việc trong hệ thống trạm trộn bê tông xi măng đều có công
suất lớn, vì thế dòng điện khởi động rất cao. Nếu không có phương pháp khởi động
phù hợp sẽ gây ảnh hưởng tới hệ thống điện. Sau khi tìm hiểu và tham khảo trên thực
tế, các động cơ có công suất lớn hơn 7,5 kW sẽ được trang bị bộ khởi động mềm, các
động cơ có công suất nhỏ hơn 7,5 kW sẽ thực hiện phương pháp khởi động đổi nối
sao tam giác nhằm giảm dòng khởi động động cơ xuống các giá trị an toàn.
Việc tính toán, lựa chọn bộ khởi động mềm căn cứ vào hai thông số đó là điện
áp định mức và công suất định mức của động cơ cần khởi động.
Bảng 4. 1 Tính chọn khởi động mềm hãng ABB.
Công suất động cơ kW
Loại Mã sản phẩm
230V 400V 500V
3 7.5 11 1SFA897101R7000 PSE18-600-70
4 11 15 1SFA897102R7000 PSE25-600-70
5.5 15 18.5 1SFA897103R7000 PSE30-600-70
7.5 18.5 22 1SFA897104R7000 PSE37-600-70
9 22 30 1SFA897105R7000 PSE45-600-70
11 30 37 1SFA897106R7000 PSE60-600-70
15 37 45 1SFA897107R7000 PSE72-600-70
18.5 45 55 1SFA897108R7000 PSE85-600-70
22 55 75 1SFA897109R7000 PSE105-600-70
30 75 90 1SFA897110R7000 PSE142-600-70
40 90 110 1SFA897111R7000 PSE170-600-70
45 110 132 1SFA897112R7000 PSE210-600-70
59 132 160 1SFA897113R7000 PSE250-600-70
75 160 200 1SFA897114R7000 PSE300-600-70

Trang 42
Căn cứ vào số liệu tính toán trong hệ thống, ta sẽ sử dụng bộ khởi động mềm
để khởi động cho động cơ:
- Động cơ dẫn động buồng trộn: 1SFA897107R7000 - PSE60-600 -70.
- Động cơ kéo băng tải: 1SFA897101R7000 - PSE18-600 -70.
- Động cơ máy nén khí: 1SFA897101R7000 - PSE18-600 -70.
Còn động cơ bơm nước và động cơ vít tải sẽ khởi động theo phương pháp đổi
nối sao tam giác.
4.4 Tính toán thiết kế mạch điều khiển.
4.4.1 Mạch điều khiển động cơ dẫn động buồng trộn.
Mạch điều khiển động cơ dẫn động buồng trộn gồm có:
- 2 nút ấn thường mở ON/OFF phát tín hiệu điều khiển tới PLC.
- 1 rơ le trung gian nhận tín hiệu điều khiển từ PLC cấp điện cho cuộn
hút khởi động từ của động cơ dẫn động buồng trộn.
4.4.2 Mạch điều khiển động cơ kéo băng tải.
Mạch điều khiển động cơ kéo băng tải gồm có:
hút khởi động từ của động cơ kéo băng tải.
4.4.3 Mạch điều khiển động cơ bơm nước.
Mạch điều khiển động cơ bơm nước gồm có:
hút khởi động từ của động cơ bơm nước.
- 1 rơ le thời gian thực hiện quá trình đổi nối sao tam giác.
4.4.4 Mạch điều khiển động cơ vít tải xi măng.
Mạch điều khiển động cơ vít tải xi măng gồm có:
hút khởi động từ của động cơ vít tải xi măng.
- 1 rơ le thời gian thực hiện quá trình đổi nối sao tam giác.

Trang 43
4.4.5 Mạch điều khiển động cơ máy nén khí.
Máy nén khí hoạt động độc lập với hệ thống trạm trộn, vì vậy mạch điều khiển
động cơ vít tải xi măng chỉ gồm có:
- 2 nút ấn thường mở ON/OFF thực hiện bật tắt máy nén khí.
4.4.6 Tính chọn rơ le trung gian.
Rơ le trung gian thực hiện nhiệm vụ nhận tín hiệu điều khiển từ PLC để điều
khiển các thiết bị có dòng điện, điện áp định mức lớn hơn. Điện áp điều khiển cuộn
hút của rơ le trung gian được lấy trực tiếp từ đầu ra của PLC. Vì thế ta chọn rơ le
trung gian với các thông số kỹ thuật như sau:
- Điện áp định mức: 24 VDC.
- Dòng điện định mức: 5 A.

Trang 44
4.5 Sơ đồ mạch động lực.
Hình 4. 1 Sơ đồ mạch động lực.

Trang 45
Trên sơ đồ mạch động lực:
- AT tổng: aptomat tổng bảo vệ mạch động lực.
- AT1: aptomat bảo vệ đóng cắt động cơ dẫn động buồng trộn.
- AT2: aptomat bảo vệ đóng cắt động cơ băng tải
- AT3: aptomat bảo vệ đóng cắt động cơ bơm nước.
- AT4: aptomat bảo vệ đóng cắt động cơ vít tải.
- AT5: aptomat bảo vệ đóng cắt động cơ nén khí.
- K11: tiếp điểm thường mở của khởi động từ đóng cắt động cơ dẫn động
buồng trộn.
- K13: tiếp điểm thường mở của khởi động từ đóng cắt động cơ băng tải.
- K7: tiếp điểm thường mở của khởi động từ đóng cắt động cơ bơm nước.
- K5: tiếp điểm thường mở của khởi động từ đóng cắt động cơ vít tải.
- K19: tiếp điểm thường mở của khởi động từ đóng cắt máy nén khí.
- K2: tiếp điểm thường mở của công tắc tơ đóng cắt cấp điện cho cuộn
hút của van điện điện từ điều khiển đóng mở cửa xả đá.
hút của van điện điện từ điều khiển đóng mở cửa xả cát.
hút của van điện điện từ điều khiển đóng mở cửa xả xi măng.
hút của van điện điện từ điều khiển đóng mở cửa xả nước.
hút của van điện điện từ điều khiển đóng mở cửa xả phụ gia.
hút của van điện điện từ điều khiển đóng mở cửa xả bê tông.
- M1: động cơ dẫn động buồng trộn.
- M2: động cơ băng tải.
- M3: máy nén khí.
- M4: động cơ bơm nước.
- M5: động cơ vít tải xiên.

Trang 46
4.6 Sơ đồ mạch điều khiển.
Hình 4. 2 Sơ đồ mạch điều khiển.
Trên sơ đồ mạch điều khiển:

Trang 47
- K1: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt thiết bị cấp đá vào
thùng cân.
- K2: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt van xả đá.
- K3: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt thiết bị cấp cát vào
thùng cân.
- K4: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt van xả cát.
- K5: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt động cơ vít tải xi
măng.
- K6: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt van xả xi măng.
- K7: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt động cơ bơm nước.
- K8: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt van xả nước.
- K9: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt động cơ bơm phụ gia.
- K10: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt van xả phụ gia.
- K11: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt động cơ trộn bê tông.
- K12: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt van xả bê tông.
- K13: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt động cơ băng tải.
- K14: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển động cơ bơm nước khởi động
ở trạng thái đấu sao.
- K15: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển động cơ bơm nước làm việc
ở trạng thái đấu tam giác.
- K16: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển động cơ vít tải xiên khởi động
ở trạng thái đấu sao.
- K17: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển động cơ vít tải xiên làm việc
ở trạng thái đấu tam giác.
- K18: cuộn hút của công tắc tơ điều khiển đóng cắt máy nén khí.
- R1, R2, R3,…: các cuộn hút của các rơ le trung gian điều khiển cấp
điện cho cuộn hút của các công tắc tơ K1, K2, K3… tương ứng.

Trang 48
4.7 Sơ đồ đấu dây.
Hình 4. 3 Sơ đồ đấu dây.

Trang 49
Bảng 4. 2 Bảng địa chỉ sơ đồ đấu dây.
Địa chỉ/ Ký hiệu Ý nghĩa
CB1 Loadcell cân đá
CB2 Loadcell cân cát
CB3 Loadcell cân xi măng
CB4 Loadcell cân phụ gia
CB5 Loadcell cân nước
I0.0 Hệ thống làm việc ở chế độ auto
I0.1 Hệ thống làm việc ở chế độ hand
I0.2 Nút nhấn Start
I0.3 Nút nhấn Stop
I0.4 Xả đá vào thùng cân
I0.5 Ngừng xả đá vào thùng cân
I0.6 Xả cát vào thùng cân
I0.7 Ngừng xả cát vào thùng cân
I1.1 Xả phụ gia vào thùng cân
I1.2 Ngừng xả phụ gia vào thùng cân
I1.3 Bật động cơ bơm nước
I1.4 Tắt động cơ bơm nước
I1.5 Bật động cơ bơm xi măng
I1.6 Tắt động cơ bơm xi măng
I1.7 Bật động cơ trộn bê tông
I2.0 Tắt động cơ trộn bê tông
I2.1 Có xe chờ xả
I2.2 Bật băng tải chạy
I2.3 Dừng băng tải
I2.4 Xả đá vào băng tải
I2.5 Xả cát vào băng tải
I2.6 Xả xi măng vào thùng trộn
I2.7 Xả phụ gia vào thùng trộn

Trang 50
I3.0 Xả nước vào thùng trộn
I3.1 Tiếp tục quá trình trộn.
Q0.0 Cấp đá vào thùng cân
Q0.1 Điều khiển van xả đá
Q0.2 Cấp cát vào thùng cân
Q0.3 Điều khiển van xả cát
Q0.4 Động cơ bơm xi măng
Q0.5 Điều khiển van xả xi măng
Q0.6 Động cơ bơm nước
Q0.7 Điều khiển van xả nước
Q1.0 Động cơ bơm phụ gia
Q1.1 Điều khiển van xả phụ gia
Q1.2 Động cơ trộn bê tông
Q1.3 Điều khiển van xả bê tông
Q1.4 Động cơ băng tải

Trang 51
CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU
KHIỂN VÀ GIÁM SÁT.
5.1 Xây dựng thuật toán điều khiển.
5.1.1 Sơ đồ khối tổng quan hoạt động của hệ thống ở chế độ tự động.
Hình 5. 1 Sơ đồ tổng quan quá trình trộn bê tông tự động.

Trang 52
5.1.2 Sơ đồ khối tổng quan hoạt động của hệ thống ở chế độ bằng tay.
Hình 5. 2 Sơ đồ tổng quan quá trình trộn bê tông bằng tay.
5.1.3 Sơ đồ khối cân đá.
Hình 5. 3 Sơ đồ khối quá trình cân đá.

Trang 53
5.1.4 Sơ đồ khối cân cát.
Hình 5. 4 Sơ đồ khối quá trình cân cát.
5.1.5 Sơ đồ khối cân nước.
Hình 5. 5 Sơ đồ khối quá trình cân nước.

Trang 54
5.1.6 Sơ đồ khối cân xi măng.
Hình 5. 6 Sơ đồ khối quá trình cân xi măng.
5.1.7 Sơ đồ khối cân phụ gia.
Hình 5. 7 Sơ đồ khối quá trình cân phụ gia.

Trang 55
5.1.8 Sơ đồ khối hoạt động của băng tải.
Hình 5. 8 Sơ đồ khối hoạt động của băng tải.

Trang 56
5.1.9 Sơ đồ khối hoạt động của thùng trộn.
Hình 5. 9 Sơ đồ khối hoạt động của thùng trộn.

Trang 57
5.1.10 Sơ đồ khối hoạt động của van xả bê tông.
Hình 5. 10 Sơ đồ khối hoạt động của van xả bê tông.
5.2 Lập trình điều khiển cho PLC S7 – 1200.
5.2.1 Xác định đầu vào/ra.
5.2.1.1 Tín hiệu từ loadcell.
Bảng 5. 1 Bảng địa chỉ tín hiệu từ loadcell.
Name
Data
type
Address Retain
Visible
in HMI
Acessible
from HMI
1 tin_hieu_cat Int %MW170 FALSE TRUE TRUE
2 tin_hieu_da Int %MW172 FALSE TRUE TRUE
3 tin_hieu_phu_gia Int %MW174 FALSE TRUE TRUE
4 tin_hieu_xi_mang Int %MW176 FALSE TRUE TRUE
5 tin_hieu_nuoc Int %MW178 FALSE TRUE TRUE
5.2.1.2 Input.
Bảng 5. 2 Bảng địa chỉ tín hiệu input.
Name
Data
type
Address Retain
Visible
in HMI
Acessible
from HMI
1 auto Bool %M10.0 FALSE TRUE TRUE
2 hand Bool %M10.1 FALSE TRUE TRUE
3 start Bool %M10.2 FALSE TRUE TRUE
4 stop Bool %M10.3 FALSE TRUE TRUE
5 on_da Bool %M10.7 FALSE TRUE TRUE
6 off_da Bool %M11.1 FALSE TRUE TRUE

Trang 58
7 on_cat Bool %M11.2 FALSE TRUE TRUE
8 off_cat Bool %M11.3 FALSE TRUE TRUE
9 on_phu_gia Bool %M11.4 FALSE TRUE TRUE
10 off_phu_gia Bool %M11.5 FALSE TRUE TRUE
11 on_xi_mang Bool %M12.0 FALSE TRUE TRUE
12 off_xi_mang Bool %M12.1 FALSE TRUE TRUE
13 on_nuoc Bool %M12.2 FALSE TRUE TRUE
14 off_nuoc Bool %M12.3 FALSE TRUE TRUE
15 on_tron Bool %M13.2 FALSE TRUE TRUE
16 off_tron Bool %M13.3 FALSE TRUE TRUE
17 on_xa_ be_tong Bool %M13.4 FALSE TRUE TRUE
18 off_xa_be_tong Bool %M13.5 FALSE TRUE TRUE
19 co_xe_cho Bool %M13.6 FALSE TRUE TRUE
20 on_bang_tai Bool %M13.7 FALSE TRUE TRUE
21 off_bang_tai Bool %M14.0 FALSE TRUE TRUE
22 xacat Bool %M15.7 FALSE TRUE TRUE
23 xada Bool %M16.0 FALSE TRUE TRUE
24 xaximang Bool %M16.1 FALSE TRUE TRUE
25 xaphugia Bool %M16.4 FALSE TRUE TRUE
26 xanuoc Bool %M16.5 FALSE TRUE TRUE
27 restart Bool %M2.1 FALSE TRUE TRUE
5.2.1.3 Output.
Bảng 5. 3 Bảng địa chỉ tín hiệu output.
Name
Data
type
Address Retain
Visible
in HMI
Acessible
from HMI
1 xa_da Bool %Q0.1 FALSE TRUE TRUE
2 xa_cat Bool %Q0.3 FALSE TRUE TRUE
3 bom_xi_mang Bool %Q0.4 FALSE TRUE TRUE
4 xa_xi_mang Bool %Q0.5 FALSE TRUE TRUE
5 bom_nuoc Bool %Q0.6 FALSE TRUE TRUE
6 xa_nuoc Bool %Q0.7 FALSE TRUE TRUE
7 bom_phu_gia Bool %Q1.0 FALSE TRUE TRUE
8 xa_phu_gia Bool %Q1.1 FALSE TRUE TRUE
9 tron_be_tong Bool %Q1.2 FALSE TRUE TRUE
10 xa_be_tong Bool %Q1.3 FALSE TRUE TRUE
11 bom_da Bool %Q0.0 FALSE TRUE TRUE
12 bom_cat Bool %Q0.2 FALSE TRUE TRUE
13 bang_tai Bool %Q1.4 FALSE TRUE TRUE

Trang 59
5.2.1.4 Bảng các biến phụ.
Bảng 5. 4 Bảng địa chỉ các biến phụ.
Name
Data
type
Address Retain
Visible
in HMI
Acessible
from HMI
1
tin_hieu_cho_ph
ep_hoat_dong
Bool %M14.1 FALSE TRUE TRUE
2 bit_1ms Bool %M14.2 FALSE TRUE TRUE
3 mac_be_tong Int %MW100 FALSE TRUE TRUE
4 da Real %MD102 FALSE TRUE TRUE
5 cat Real %MD106 FALSE TRUE TRUE
6 phu_gia Real %MD110 FALSE TRUE TRUE
7 xi_mang Real %MD114 FALSE TRUE TRUE
8 nuoc Real %MD118 FALSE TRUE TRUE
9 do_da Real %MD122 FALSE TRUE TRUE
10 do_cat Real %MD126 FALSE TRUE TRUE
11 do_phu_gia Real %MD130 FALSE TRUE TRUE
12 do_xi_mang Real %MD134 FALSE TRUE TRUE
13 do_nuoc Real %MD138 FALSE TRUE TRUE
14 so_me_tron Int %MW142 FALSE TRUE TRUE
15
thoi_gian_tron_k
ho
Int %MW144 FALSE TRUE TRUE
16
thoi_gian_tron_u
ot
17
thoi_gian_xa_be
_tong
18
doc_thoi_gian_tr
on_kho
19
doc_thoi_gian_tr
on_uot
20
doc_thoi_gian_x
a_be_tong
21 doc_so_me_tron Int %MW168 FALSE TRUE TRUE
22 bit_1s Bool %M14.3 FALSE TRUE TRUE
23 bit_tron_kho Bool %M14.4 FALSE TRUE TRUE
24 bit_tron_uot Bool %M14.5 FALSE TRUE TRUE
25 bit_auto Bool %M14.6 FALSE TRUE TRUE
26 bit_hand Bool %M14.7 FALSE TRUE TRUE
27 dem_can_da Bool %M15.0 FALSE TRUE TRUE
28 dem_can_cat Bool %M15.1 FALSE TRUE TRUE

Trang 60
29
dem_can_phu_gi
a
30 dem_can_nuoc Bool %M15.3 FALSE TRUE TRUE
31
dem_can_xi_ma
ng
32 reset_counter Bool %M15.5 FALSE TRUE TRUE
33 tron_xong Bool %M15.6 FALSE TRUE TRUE
34
chuyen_tron_uot
_1
35
chuyen_tron_uot
_2
36 ngung_tron Bool %M17.7 FALSE TRUE TRUE
37 cho_xa Bool %M18.0 FALSE TRUE TRUE
38 cho_phep_tron Bool %M18.1 FALSE TRUE TRUE
39 cho_xa_da Bool %M18.2 FALSE TRUE TRUE
40 cho_xa_phu_gia Bool %M18.3 FALSE TRUE TRUE
41 cho_xa_xi_mang Bool %M18.4 FALSE TRUE TRUE
42 cho_xa_nuoc Bool %M18.5 FALSE TRUE TRUE
43 cho_xa_cat Bool %M18.6 FALSE TRUE TRUE
44
bao_loi_nhap_m
ac
45
bao_loi_nhap_so
_me_tron
46
bao_loi_nhap_th
oi_gian_tron_kh
o
47
bao_loi_nhap_th
oi_gian_tron_uot
48
bao_loi_nhap_th
oi_gian_xa_be_t
ong
49
canh_bao_tron_x
ong_me
50
canh_bao_tron_x
ong_toan_bo
51 da_du_da Bool %M21.1 FALSE TRUE TRUE
52 da_du_cat Bool %M21.2 FALSE TRUE TRUE
53 da_du_nuoc Bool %M21.3 FALSE TRUE TRUE
54 da_du_phu_gia Bool %M21.4 FALSE TRUE TRUE

Trang 61
55 da_du_xa_mang Bool %M21.5 FALSE TRUE TRUE
56 timereal_now Int %MW230 FALSE TRUE TRUE
57 chon_mac Bool %M21.7 FALSE TRUE TRUE
5.2.1.5 Bảng các biến phụ mô phỏng chuyển động.
Bảng 5. 5 Bảng địa chỉ các biến phụ mô phỏng chuyển động.
Name
Data
type
Address Retain
Visible
in HMI
Acessible
from HMI
1 rs1 Bool %M19.6 FALSE TRUE TRUE
12 bom_da_run Time %MD216 FALSE TRUE TRUE
13 bom_cat_run Time %MD220 FALSE TRUE TRUE
14
bom_phu_gia_r
un
Time %MD180 FALSE TRUE TRUE
15 bom_nuoc_run Time %MD184 FALSE TRUE TRUE
16
bom_xi_mang_
run
17 xa_da_run Time %MD192 FALSE TRUE TRUE
18 xa_cat_run Time %MD196 FALSE TRUE TRUE
19 xa_phu_gia_run Time %MD200 FALSE TRUE TRUE
20 xa_nuoc_run Time %MD204 FALSE TRUE TRUE
21
xa_xi_mang_ru
n
22 xa_be_tong_run Time %MD212 FALSE TRUE TRUE
23 bang_tai_run Time %MD224 FALSE TRUE TRUE
25 test Bool %M2.0 FALSE TRUE TRUE
26 RS13 Bool %M2.2 FALSE TRUE TRUE
27 XE_RUN Time %MD232 FALSE TRUE TRUE

Trang 62
5.2.2 Cấu hình phần cứng thiết bị.
5.2.2.1 Tổng quan.
Hình 5. 11 Tổng quan phần cứng.
5.2.2.2 PLC S7 – 1200.
Hình 5. 12 PLC S7 – 1200 AC/DC/RL.
5.2.2.3 Module mở rộng Analog.

Trang 63
Hình 5. 13 Module mở rộng analog.
5.2.2.4 Module mở rộng vào/ra.
Hình 5. 14 Module mở rộng đầu vào ra.

Trang 64
5.2.2.5 Module mở rộng đầu vào.
Hình 5. 15 Module mở rộng đầu vào.
5.2.3 Giới thiệu khối hàm FC.
Hàm chức năng FC là khối logic có các biến In, Out, In/Out do chương trình
gọi cung cấp cho hàm, ngoài ra còn có biến Temp sử dụng nội bộ (cục bộ), tuy nhiên
không bắt buộc phải dùng hết tất cả các biến này. Hàm FC không có bộ nhớ nội nên
dữ liệu mất đi khi ra khỏi khối, cũng như không có khối dữ liệu Instance DB giống
như khối hàm chức năng FB.
5.2.4 Lập trình PLC – S7 1200.
5.2.4.1 FC – đọc tín hiệu loadcell.

Trang 65
5.2.4.2 FC – tính toán khối lượng theo “Mác” bê tông.

Trang 66

Trang 67

Trang 68
5.2.4.3 FC – chương trình trộn.

Trang 69

Trang 70

Trang 71

Trang 72
5.2.4.4 FC – tính thời gian trộn.

Trang 73
5.2.4.5 FC – chạy ở chế độ tự động.

Trang 74

Trang 75

Trang 76

Trang 77

Trang 78
5.2.4.6 FC – chạy ở chế độ bằng tay.

Trang 79

Trang 80

Trang 81

Trang 82
5.2.4.7 FC – MAIN.

Trang 83

Trang 84

Luận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát trạm trộn bê tông

Luận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát trạm trộn bê tông

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Luận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát trạm trộn bê tông

Similar to Luận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát trạm trộn bê tông (20)

More from Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864

More from Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Luận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát trạm trộn bê tông