Thiết kế chương trình điều khiển trạm trộn bê tông

, vữa xi măng và nước bao bọc xung quanh đóng vai trò là chất kết dính, đồng thời lấp đầy khoảng trống của cốt liệu. Khi rắn chắc, hồ xi măng kết dính các cốt liệu thành một khối đá và được gọi là bê tông. Bê tông có cốt thép gọi là bê tông cốt thép. I.1.2. Phân loại. Bê tông có nhiều loại, có thể phân loại như sau: *Theo cường độ ta có: Bê tông thường có cường độ từ 150 ữ 400 daN/cm2 Bê tông chất lượng cao có cường độ từ 500 ữ 1400 daN/ cm2 *Theo loại kết dính: Bê tông xi măng, bê tông silicát, bê tông thạch cao, bê tông polime, bê tông đặc biệt . *Theo loại cốt liệu: Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu rỗng, bê tông cốt liệu đặc biệt, bê tông cốt kim loại. *Theo phạm vi sử dụng: Bê tông thường được dùng trong kết cấu bê tông cốt thép (móng, cột, dầm, sàn). Bê tông thuỷ công dùng để xây đập. Bê tông đặc biệt, bê tông chịu nhiệt, bê tông chống phóng xạ. I.1.3. Vật liệu làm bê tông. Để kết cấu được bê tông nhất thiết cần có các nguyên liệu sau: I.1.3.1.Xi măng. Xi măng kết hợp với nước tạo thành hồ xi măng xen giữa các hạt cốt liệu, đồng thời tạo ra tính linh động của bê tông (được đo bằng độ sụt nón) Mác của xi măng được chọn phải lớn hơn mác của bê tông cần sản xuất, sự phân bố giữa các hạt cốt liệu và tính chất của nó ảnh hưởng lớn đến cường độ của bêtông. Bình thường hồ xi măng lấp đầy phần rỗng giữa các hạt cốt liệu và đẩy chúng ra xa nhau một chút (với cự li bằng 243 lần đường kính hạt xi măng). Trong trường hợp này phát huy được vai trò của cốt liệu nên cường độ của bê tông khá cao và yêu cầu cốt liệu cao hơn cường độ bê tông khoảng 1,5 lần. Khi bê tông chưá lượng hồ xi măng lớn, các hạt cốt liệu bị đẩy ra xa nhau hơn đến mức chúng hầu như không có tác dụng tương hỗ nhau. Khi đó cường độ của đá, xi măng và cường độ của vùng tiếp xúc đóng vai trò quyết định đến cường độ bê tông nên yêu cầu cốt liệu thấp hơn . Tuỳ yêu cầu của loại bê tông có thể dùng các loại xi măng khác nhau, có thể dùng xi măng pô lăng, xi măng pô lăng bền sunfat, xi măng pôlăng xủ, xi măng puzolan và các chất kết dính khác để thoả mãn yêu cầu của chương trình. I.1.3.2 .Cốt liệu nhỏ – cát. Cát để làm bê tông có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo cỡ hạt từ (0,14ữ5) mm theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), từ (0,15ữ4,75) mm theo tiêu chuẩn Mỹ, từ (0,08ữ5) mm TCVN. Lượng cát khi trộn với xi măng và nước, phụ gia phải được tính toán hợp lý, nếu nhiều cát quá thì tốn xi măng không kinh tế và ít cát quá thì cường độ bê tông giảm. I.1.3.3. Cốt liệu lớn - đá dăm hoặc sỏi. Sỏi có mặt tròn, nhẵn, độ rộng và diện tích mặt ngoaì nhỏ nên cần ít nước, tốn xi măng mà vẫn dễ đầm, dễ đổ nhưng lực dính bám với vữa xi măng nhỏ nên cường độ bê tông sỏi thấp hơn bê tông đá dăm. Ngược lại đá dăm được đập vỡ có nhiều góc cạnh, diện tích mặt ngoài lớn và không nhẵn nên lực dính bám với vữa xi măng lớn tạo ra được bê tông có cường độ cao hơn. Tuy nhiên mác của xi măng đá dăm phải cao hơn hay bằng mác của bê tông tạo ra hay bê tông cần sản xuất. I.1.3.4. Nước. Nước để trộn bê tông (rửa cốt liệu, nhào trộn vệ sinh buồng máy, bảo dưỡng bê tông) phải đảm bảo không ảnh hưởng xấu đến thời gian đông kết và thời gian rắn chắc của xi măng và không ăn mòn thép.. Nước sinh hoạt là nước có thể dùng được . Lượng nước nhào trộn là yếu tố quan trọng quyết định tính công tác của hỗn hợp bê tông. Lượng nước dùng trong nhào trộn bao gồm lượng nước tạo hồ xi măng và lượng nước do cốt liệu. Lượng nước trong bê tông xác định tính chất của hỗn hợp bê tông. Khi lượng nước quá ít, dưới tác dụng của lực hút phân tử nước chỉ hấp thụ trên bề mặt vật rắn mà chưa tạo ra độ lưu động của hỗn hợp, lượng nước tăng đến một giới hạn nào đó sẽ xuất hiện nước tự do, màng nước trên mặt vật rắn dày thêm, nội ma sát giảm xuống, độ lưu động tăng thêm, lượng nước ứng với lúc bê tông có độ lưu động lớn nhất mà không bị phân tầng gọi là khả năng giữ nước của hỗn hợp. Nước biển có thể dùng để chế tạo bê tông cho những kết cấu làm việc trong nước bẩn nếu tổng các loại muối trong nước không vượt quá 35g trong một lít nước. Tuy nhiên cường độ bê tông sẽ giảm và không được sử dụng trong bê tông cốt thép. I.1.3.5. Phụ gia: Phụ gia là các chất vô cơ hoặc hoá học khi cho vào bê tông sẽ cải thiện tính chất của hỗn hợp bê tông hoặc bê tông cốt thép. Có nhiều loại phụ gia cho bê tông để cải thiện tính dẻo, cường độ, thời gian rắn chắc hoặc tăng độ chống thấm. Thông thường phụgia sử dụng có hai loại: Loại rắn nhanh và loại hoạtđộng bề mặt. Phụgia rắn nhanh thường là loại muối gốc (CaCl2) hay muối Silic. Do là chất xúc tác và tăng nhanh quá trình thuỷ hoá của C3S và C2S mà phụ gia CaCl2 có khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc của bê tông trong điều kiện tự nhiên mà không làm giảm cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày. Hiện nay người ta sử dụng loại phụ gia đa chức năng, đó là hỗn hợp của phụ gia rắn nhanh và phụ gia hoạt động bề mặt hoặc các phụ gia tăng độ bền nước. I.2.Tổng quan về trạm trộn bê tông. I.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 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. Công nghệ sản xuất bê tông nói chung tương tự nhau: Vật liệu sau khi định lượng được đưa vào trộn đều. Trong trường hợp kết hợp sản xuất bê tông và vữa xây dựng trong một dây chuyền thì có thể giảm được 32% diện tích mặt bằng, từ 30%ữ50% công nhân, từ 8%ữ19% vốn đầu tư thiết bị. Một nhà máy bê tông và vữa liên hiệp có hiệu quả cao khi lượng bê tông và vữa cung cấp không quá 300.000 m3 / năm. I.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. I.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. I.2.2.2. Hệ thống máy trộn bê tông. Hệ thống máy trộn bê tông bao gồm hệ thống thùng chứa liên kết với hệ thống định lượng dùng để xác định chính xác tỉ lệ các loại nguyên vật liệu cấu tạo nên bê tông. Băng tải dùng để đưa cốt liệu vào thùng trộn và gồm máy bơm nước, máy bơm phụ gia, xi lô chứa xi măng, vít tải xi măng, thùng trộn bê tông, hệ thống khí nén. Giữa các bộ phận có các thiết bị nâng, vận chuyển và phễu chứa trung gian. I.2.2.3. 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. I.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 (10ữ30 m3 / h) Trạm trộn bê tông năng suất trung bình (30ữ60 m3 / h) Nhà máy sản xuất bê tông năng suất lớn (60ữ120 m3 / h) Có 2 dạng trạm trộn: I.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 (18ữ20) 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. I.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 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 7mữ10m) 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. I.4. Máy trộn. Có nhiệm vụ là tạo ra bê tông với những mác xác định. 1.4.1. 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. I.4.2. Phân loại máy trộn I.4.2.1. 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”. 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 la do các cánh trộn đặt nghiêng thực h iện (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. I.4.2.2.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 Loại đổ bê tông qua đáy thùng ( chỉ có loại máy trộn cưỡng bức) Loại đổ bê tông bằng cách thùng quay ngược lại *Phương pháp đổ bằng cách nghiêng lật thùng: Chỉ thích hợp với các máy trộn kiểu tự do dung tích thùng nhỏ hơn 250 lít (đối với loại lật thùng bằng lực quay tay) và nhỏ hơn 350 lít (loại lật thùng nhờ lực cưỡng bức) *Phương pháp đổ bằng máng: Khi muốn lấy bê tông xi măng ra ta đưa máng vào, thùng trộn quay sẽ đổ bê tông vào máng để chảy ra ngoài. Phương pháp này đổ chậm và không triệt để, thường áp dụng với các máy trộn kiểu tự do hình trụ có dung tích thùng từ 450 lít ữ1000 lít. *Phương pháp dỡ liệu bê tông xi măng qua đáy thùng: Dưới đáy thùng có cửa dỡ liệu. Khi lấy bê tông xi măng ra ta quay cửa tấm dỡ liệu bê tông sẽ tự chảy ra. Việc đóng, mở các cửa dỡ liệu thường do các xi lanh thuỷ lực hoặc hơi ép điều khiển. Phương pháp này thường áp dụng cho các máy trộn chu kỳ kiểu cưỡng bức. *Phương pháp dỡ bê tông xi măng nhờ quay thùng ngược lại với chiều quay ban đầu: Cánh trộn sẽ đẩy bê tông ra khỏi thùng, phương pháp này thường áp dụng ở các xe vận chuyển bê tông xi măng chuyên dùng. cát đá1 đá2 xi lô xi măng Thùng Trộn Đá Cát Cốt liệu Nước Phụ gia cát đá1 đá21 Hình I.1: Mô hình trạm trộn bê tông tự động. I.5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của trạm trộn bê tông (hình I.1) được trình bày như sau: I.5.1.Cấu tạo: 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. 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. I.5.2. 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. I.5.2.1. 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 đá1, đá 2. 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. Nếu là chế độ tự động người vận hành nhấn nút AUTO, nếu là chế độ bằng tay thì nhấn nút MANUAL I.5.2.2. 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. Khi đá1 đủ, băng tải 1 dừng đồng thời băng tải 2 chạy, đá2 được đưa lên thùng cân. Khi đá2 đủ thì băng tải 2 dừng. Tại thùng cân đá quá trình cân được thực hiện theo nguyên tắc cân cộng dồn: MĐá = MĐá1 + MĐá2 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. I.5.2.3. 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. I.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. Bảng thành phần cấp phối bê tông Cơ quan cấp mẫu : Trạm bê tông thương phẩm Tây Mỗ (VIMECO) Loaị bê tông mác 150 độ sụt 60 20 mm tại công trường . Vật liệu sử dụng : Xi măng Bút Sơn Cát vàng Đá dăm 1x2 Hà Nam. 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 60ữ20 2387 Bảng thành phần cấp phối theo thể tích tuyệt đối Thành phần vật liệu Nguồn gốc Khối lượng riêng(kg/m3) Thể tích(m3) Xi măng Hà Nam 3150 0.079 Đá dăm 1x2 Hà Nam 2700 0.412 Cát vàng 2620 0.325 Nước Sinh hoạt 1000 0.174 Phụ gia FDN 2002A 1160 0.001 Hàm lượng khí 0.01 Loại bê tông : Bê tông mác 150 độ sụt 80ữ20 (mm) tại công trường Vật liệu sử dụng: Xi măng Bút Sơn Đá dăm 1x2 Hà Nam 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 80ữ20 2388 Bảng thành phần cấp phối theo thể tích tuyệt đối: Thành phần vật liệu Nguồn gốc Khối lượng riêng(kg/m3) Thể tích(m3) Xi măng Hà Nam 3150 0.088 Đá dăm 1x2 Hà Nam 2700 0.404 Cát vàng 2620 0.322 Nước Sinh hoạt 1000 0.176 Phụ gia FDN 2002A 1160 0.001 Hàm lượng khí 0.01 I.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. Qua thời gian được thực tập tại trạm bê tông Tây Mỗ, ở đây việc định lượng vật liệu nhờ hệ thống cân điện tử và cảm biến trọng lượng Loadcell. Để giảm chi phí đầu tư ban đầu cũng như tận dụng được các thiết bị sẵn có em xin trình bày phương án định lượng vật liệu bằng hệ thống cân cơ khí như sau: Các vật liệu cát, đá1, đá2, đuợc đưa vào các phễu chứa khác nhau, băng tải có nhiệm vụ vận chuyển cốt liệu lên thùng cân.Trên các thùng cân có các cân cơ khí, mức cân có thể thay đổi được. Bằng chế độ hoạt động tự động với các giá trị đặt trước thích hợp ta có thể định lượng được các vật liệu trước khi cho vào thùng trộn. I.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. Ví dụ: Máy nén khí pittông: Máy nén khí pittông đơn giản nhất gồm xi lanh hở, đầu kia được đậy nắp. Trong nắp có đặt van nạp và xả. Pittông chuyển động tịnh tiến qua lại trong xi lanh nhờ được nối với cơ cấu thanh truyền – tay quay. Khi pittông rút về bên phải, van nạp tự động mở, khí được nạp vào xi lanh. Khi pittông chuyển động ngược lại, áp suất trong xi lanh tăng lên đến khi nào lớn hơn áp suất trong đường ống nạp thì van nạp tự động đóng lại. Pittông tiếp tục chuyển động về bên trái, khí trong xi lanh bị nén đến khi nào áp suất của nó lớn hơn áp suất khí trong đường ống xả van xả mở ra, khí nén sẽ được đẩy vào bình chứa, các quá trình mô tả tiếp tục lặp lại. Máy nén khí pittông kể trên là loại một chiều. Ngoài ra còn có loại máy nén khí pittông hai chiều, trong đó cả hai đầu xi lanh đều được làm kín và đều có đặt van nạp, xả. Khi chuyển động pittông đồng thời thực hiện 2 quá trình: nạp khí ở phần xi lanh này và nén, xả khí ở xi lanh khác. Ưu điểm: Kết cấu gọn gàng, trọng lượng máy trên một đơn vị năng suất nhỏ, chiếm diện tích lắp đặt không nhiều, tiện lợi khi tháo lắp các cụm và chi tiết máy, độ tin cậy cao. Nhược điểm: khó khăn chế tạo được máy có khả năng cân bằng tốt, không thể đạt được tốc độ cao, làm việc còn khá ổn và rung động. Phạm vi sử dụng:rất rộng, chúng tạo ra áp suất khí nén từ (2ữ1000) kG/cm2 và lớn hơn nữa. Máy nén khí rôto- trục vít: Máy nén khí rôto - trục vít gồm 2 trục vít lắp song song với nhau trong cùng một vỏ. Đầu hai trục có 2 bánh răng ăn khớp với nhau để truyền chuyển động quay từ trục chủ động sang trục bị động. Trong quá trình rôto quay khi được nạp vào không gian giới hạn bởi các bề mặt của vỏ và bề mặt của các răng vít. Sau đó được các vít đẩy di chuyển dọc trục. Trong khi di chuyển dọc trục, do cấu tạo của các rô to, thể tích chứa hết chiều dài rôto, khí nén được đẩy ra cửa xả vào ống dẫn tới nơi tiêu thụ hoặc tới bình chứa. Ưu điểm: +Do không có các khối lượng chuyển động tịnh tiến qua lại nên máy có thể làm việc với tốc độ cao mà vẫn bảo đảm khả năng cân bằng, ổn định, có thể nối máy trực tiếp với động cơ điện. +Các quá trình nạp và xả diễn ra liên tục +Có độ tin cậy cao. *Theo năng suất các máy nén khí được phân thành: Máy nén khí năng suất thấp, có năng suất từ 0,04ữ10m3/ph; máy nén khí năng suất trung bình có năng suất từ 10ữ100m3/ph; máy nén khí năng suất cao, có năng suất lớn hơn 100m3/ph. *Theo nguyên lý nén khí chúng được chia thành hai nhóm: Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc biến đổi động năng trong đó không khí được truyền với một tốc độ lớn và được nén nhờ sự biến đổi động năng của dòng khi chuyển động thành công nén (máy nén khí ly tâm, hướng trục thuộc nhóm này) Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc giảm thể tích chứa khí trong đó khí lấy từ không gian có áp suất thấp đưa vào một không gian kín (không gian công tác) sau đó được nén và tăng áp suất do giảm thể tích không gian kín (các loại máy nén khí pittông, rôto, thuộc nhóm này) I.9. Hoạt động của máy bơm nước. Máy bơm là máy thuỷ lực dùng để hút và đẩy chất lỏng từ nơi này đến nơi khác. Chất lỏng dịch chuyển trong đường ống nên bơm phải tăng áp suất chất lỏng ở đầu đường ống để thắng trở lực trên đường ống và thắng hiệu áp suất ở 2 đầu đường ống. Năng lượng bơm cấp cho chất lỏng lấy từ động cơ điện hoặc từ các nguồn động lực khác . Điều kiện làm việc của máy bơm rất khác nhau (trong nhà, ngoài trời, độ ẩm, nhiệt độ...) và bơm phải chịu được tính chất lý, hoá của chất lỏng cần vận chuyển. Kết luận: Chương I cho ta hiểu được cấu tạo và thành phần chính của bê tông một cách hệ thống, các nguyên vật liệu làm ra nó và những nguyên nhân làm giảm chất lượng của bê tông. Đây là một điều quan trọng vì muốn thiết kế ra hệ thống trạm trộn bê tông tự động trước tiên ta phải hiểu được cấu tạo thành phần chính của bê tông. Chương này cũng cho ta một cái nhìn tổng quan về trạm trộn bê tông trong thực tế, nguyên tắc hoạt động để tạo ra được một mẻ bê tông từ các loại nguyên vật liệu cơ bản. Chương II: trang bị điện cung cấp cho trạm bê tông tự động II.1. Yêu cầu về công nghệ trạm trộn bê tông. Ngày nay khoa học phát triển các ngành công nghiệp hoá được áp dụng kỹ thuật tiên tiến đáp ứng được nhu cầu của thời đại vì vậy yêu cầu của trạm trộn bê tông tươi là phải đáp ứng nhanh và đủ lượng bê tông cũng như phải có khả năng linh hoạt tạo ra nhiều mác bê tông đáp ứng nhu cầu cho khách hàng. Để giải quyết được vấn đề này đòi hỏi người thiết kế phải tìm hiểu sâu về công nghệ, phải biết đan xen linh hoạt các công việc cần làm sao cho trong cùng một lúc máy trộn bê tông có thể làm việc được nhiều nhất Ví dụ: Trong thời gian cân cốt liệu máy cũng cấp và cân luôn xi măng, nước, phụ gia. Thường các công việc cấp /cân này được thực hiện trong lúc máy đang trộn khô hoặc trộn ướt bê tông. Ngoài ra để bê tông trộn được nhiều hơn, nhằm giảm nhiều thời gian trộn, ta xả hết cốt liệu và xi măng cùng một lúc để máy trộn khô sau đó xả nước và phụ gia rồi trộn ướt làm như vậy nguyên vật liệu được phân bố đều hơn. Do đó thời gian trộn một mẻ bê tông trên thực tế là từ 25s ữ60s. Để có thể trộn được nhiều loại bê tông chất lượng cao với mác xi măng cao hơn chất lượng thấp với mác xi măng thấp hơn. Cần có các bảng biểu về số liệu bê tông sẵn sàng, chính xác để sử dụng khi máy tính truyền số liệu bị hỏng đảm bảo trạm trộn có thể hoạt động được liên tục. Theo qui chuẩn xây dựng, sai số cho phép khi định lượng vật liệu không vượt quá ±1% (theo trọng lượng) đối với nước và xi măng; không quá ±2% (theo trọng lượng) đối với cát vàđá dăm hoặc sỏi. Để đáp ứng được yêu cầu trên đòi hỏi công nghệ và thiết bị hiện đại với hệ số tin cậy rất cao. Vì vậy, hoạt động của hệ thống định lượng vật liệu quyết định chất lượng của bê tông thành phẩm. Đặt các cảm biến trọng lượng tại các vị trí thích hợp để thu đư._.ợc đúng giá trị trọng lượng nguyên liệu, hạn chế tối đa sai số cho cả hệ thống. Kết hợp bộ điều khiển khả lập trình PLC và máy tính PC để điều khiển toàn bộ quá trình công nghệ sản xuất bê tông tươi thương phẩm. Từ yêu cầu của công nghệ trạm trộn ta nhận thấy có thể chia hoạt động của trạm trộn thành 3 phần riêng biệt, chúng liên hệ với nhau ở khâu khởi động như sau: Chu trình trộn bê tông của trạm trộn thực chất là đóng mở cửa xả thích hợp, gốc xuất phát thời điểm nhận xong vật liệu vào thùng trộn. Chu trình hoạt động của cân cát, đá1, đá2, xi măng. Chu trình hoạt động của cân nước, phụ gia. II.2) Cấu trúc của hệ điều khiển. Hệ thống được điều khiển và giám sát bằng máy tính, có khả năng đặt các thông số về khối lượng và thời gian từ chương trình điều khiển trực tiếp từ PLC và các quá trình hoạt động của trạm được hiển thị trên màn hình giao diện của máy tính. Bộ điều khiển khả trình PLC và Modul vào/ ra tương tự có khả năng điều khiển logic trực tiếp các quá trình hoạt động của hệ trạm trộn bê tông. Kiểm tra trạm trộn bê tông trước sản xuất Bật Aptomat cấp nguồn cho phòng điều khiển và tụ điện. Bật công tắc AUTO-MAN về vị trí “1_MAN”. Các màn hiển thị, máy cân WT, máy tính bắt đầu hoạt động. Sau 5-10 phút, để kiểm tra sự hoạt động có ổn định hay không của màn hiển thị các máy cân WT và máy tính. ấn nút “CấP NGUồN – SUPPLY” (cấp nguồn cho điện động lực và điện điều khiển) lúc này máy nén khí bắt đầu hoạt động. Căn cứ vào chiều quay của motor máy nén khí ta sẽ kiểm tra được nguồn cấp 380 V cho toàn trạm có bị đảo pha hay không: Nếu không đúng chiều quay của động cơ máy nén khí (động cơ ba pha) thì phải tắt nguồn điện cấp cho tủ điện phòng điều khiển và thực hiện đảo pha nguồn. Nếu đúng chiều quay của động cơ máy nén khí thì sau 5 phút máy sẽ cấp hơi đủ cho trạm. Lúc này toàn bộ trạm mới được phép kiểm tra các bứơc tiếp theo. ấn nút “CHạY BĂNG” chạy thử băng tải, đồng thời ấn nút “ĐầM RUNG”chạy thử đầm rung thùng cân cốt liệu. Đèn LED sáng báo hiệu cốt liệu đang xả xuống xe bê tông. ấn nút “ChạY” của thùng trộn, chạy thử các cánh trộn bê tông trong thùng trộn, đèn LED sáng. ấn nút “ĐóNG” cửa xả bê tông, đèn LED sáng báo cửa xả bê tông đã được đóng. Tiếp tục kiểm tra các hoạt động của XI MăNG, NƯớc, PHụ GIA tương tự như cốt liệu. ấn nút “Mở” cửa xả thùng trộn, tháo nước rửa, sau khi tháo hết nước ấn nút “Đóng” cửa xả, đèn LED “ĐóNG” sáng. ấn nút “Dừng” thùng trộn, ngừng quay cánh trộn trong thùng trộn, đèn tắt. Kết thúc việc kiểm tra vận hành thử trạm. Sau khi đã tiến hành kiểm tra trạm trộn trước sản xuất ta có thể vận hành trạm trộn theo các chế độ sau: Từ trên máy tính mác của bê tông (tỷ lệ khối lượng các loại nguyên vật liệu) được truyền xuống PLC, cùng với các thông số: Số mẻ trộn, bảng số liệu về thời gian xả các loại nguyên vật liệu và bê tông, số liệu hiệu chỉnh sai số khối lượng khi cân. Dựa vào các số liệu được chuyển xuống từ chương trình điều khiển trên máy tính, chương trình từ PLC điều khiển trực tiếp hoạt động của trạm trộn ở các chế độ sau: Chế độ điều khiển bằng tay (MANUAL). Bật công tắc AUTO - MAN về vị trí “1_MAN”. Sau 5-10 phút, để kiểm tra sự hoạt động có ổn định hay không của màn hình hiển thị các máy cân WT, máy tính. ấn nút “CấP NGUồN-SUPPLY” (cấp nguồn cho điện động lực và điện điều khiển) lúc này máy nén khí bắt đầu hoạt động. Người vận hành trạm ra lệnh nạp cốt liệu, xi măng, nước bằng cách ấn các nút liên quan và kiểm tra khối lượng được hiển thị trên máy cân tại tủ điều khiển. ấn nút “chạy” thùng trộn. Sau khi cân xong 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 và xi măng coi như máy đang chạy bê tông khô. Sau khoảng thời gian trộn khô người vận hành nhấn nút xả nước, phụ gia bắt đầu quá trình trộn ướt. Sau thời gian trộn ướt để xả bê tông ấn nút “Mở” cửa xả. Xả xong ấn nút “Đóng” để đóng cửa xả. Đóng tất cả các van lại trước khi bắt đầu một chu trình mới. Chế độ điều khiển tự động (AUTOMATIC). Bật công tắc AUTO-MAN về vị trí “0_AUTO”. Bật nguồnđiện Mẻ cân có thể được bắt đầu từ máy tính PC bằng cách lựa chọn số mẻ, mã cân... Bắt đầu chu trình từ bàn phím PC. PC kiểm tra lại công thức đã được lập trình, phễu cân tự động được trừ bì và các van được đóng lại. Trạm bắt đầu tự động nạp cốt liệu, nước, xi măng, phụ gia vào các phễu cân theo nguyên tắc sau: PLC thực hiện trừ bì, mở van cho sản phẩm đầu tiên, khi giá trị đặt trừ đi giá trị rơi mà được đạt tới thì PLC ra lệnh đóng van sản phẩm đó, sau khi trễ một khoảng thời gian được đặt trước thì PLC chuyển sang sản phẩm tiếp theo. Trong khi đang cân nếu một sản phẩm bị hết sẽ xuất hiện một thông báo, thông báo sẽ tự động tắt khi khối lượng sản phẩm đó tăng lại. Nếu nhiều hơn một mẻ, hệ sẽ chạy tự động liên tục. Máy trộn sẽ ngừng hoạt động khi đã trộn đủ số mẻ (được nhập vào từ máy tính), còi báo đủ mẻ sẽ kéo lên trong một thời gian quy định. *Xử lý sự cố: Để xử lý sự cố bất ngờ xảy ra trong quá trình hoạt động tự động của máy ta có 2 cách: Nhấn nút dừng tổng, lập tức hệ thống sẽ ngừng hoạt động. Gạt tay gạt từ chế độ tự động sang chế độ bằng tay ngay lập tức hệ thống ngừng hoạt động tự động trao quyền điều khiển cho người điều khiển. Với chế độ hoạt động tự động bằng tay hệ thống ở trạng thái mở, ta có thể chỉ cấp cát, xi măng, nước để tạo thành vữa chát xây dựng hay chỉ cần trộn khô cấp cát, xi măng, nứơc và đổ vào thùng xe chở để xe trộn ướt trên đường vận chuyển nhằm giảm thời gian trộn và đảm bảo chất lượng bê tông tới công trình. Trong khi trộn, người vận hành có thể tạm dừng trộn để xử lý, sửa chữa khi hệ thống xảy ra sự cố. Khi tạm dừng trộn, lượng nước đặt có thể được thay đổi bằng cách ấn nút Đặt nước trên màn hình giám sát (chú ý: lượng nước đặt ở đây tương ứng với lượng nước trong 1m3). II.3. Hệ thống máy tính giám sát trung tâm. Hệ thống máy tính giám sát trung tâm với phần mềm điều khiển giám sát có các chức năng: Nhập và truyền các lượng đặt về khối lượng xuống PLC. Nhập và truyền các lượng đặt về thời gian xuống PLC. Nhập và quản lý các thông tin về khách hàng, in hoá đơn thanh toán. Giám sát các quá trình hoạt động của trạm bằng tín hiệu đèn báo. Giám sát hệ thống định lượng của máy. Máytính (PC) giám sát truyền thông với PLC điều khiển trực tiếp bằng giao thức PC/PPI qua cáp PC/PPI. Phần mềm phát triển Microwin là một phần mềm lập trình cho PLC của hãng Siemen chạy trong hệ điều hành Windows với những tính năng linh hoạt, đồ hoạ trực quan và dễ sử dụng. Chương trình này cho phép lập trình PLC bằng ngôn ngữ bậc thang Ladder Diagram hoặc dòng lệnh Statement List với rất nhiều tính năng và công cụ phụ trợ khác. Nhờ đó ta có thể truyền thông dễ dàng giữa Máy tính và PLC. Yêu cầu tối thiểu về cấu hình của máy tính tốc độ 300KHz, bộ nhớ RAM 32Mb. Ngoài giám sát bằng máy tính ta có thể theo dõi hoạt động của máy tính nhờ hệ thống đèn báo Led thường được gắn trên tủ điều khiển. II.4. Hệ thống điều khiển trực tiếp cho trạm trộn. Để điều khiển trạm trộn bê tông máy tính có thể hoàn toàn đảm nhiệm chức năng này, tuy nhiên nhược điểm của máy tính này là độ an toàn thấp. Ngày nay với sự ra đời và phát triển của thiết bị điều khiển Logic khả trình PLC. Hoạt động tin cậy và thích hợp trong môi trường công nghiệp, khắc phục được các nhược điểm của máy tính, do đó việc trình bày hệ thống hoàn toàn cho phép ta lựa chọn giải pháp kết hợp khả năng của máy tính và PLC điều khiển chi phí thấp nà chất lượng hệ thống được nâng cao rõ rệt. Trong hệ thống, nhiệm vụ điều khiển hoạt động các cơ cấu chấp hành tập trung tại PLC. Vì thế cho phép hệ thống hoạt động độc lập khi máy tính gặp sự cố. Máy tính và PLC có thể trao đổi dữ liệu để hệ thống vận hành đúng yêu cầu của từng loại Mác bê tông. II.5. Hệ thống cung cấp điện cho trạm trộn bê tông. Trạm trộn bê tông là một hệ thống máy điện có công suất đặt khá lớn khoảng 200 KVA, có thiết bị dùng 1 pha, có thiết bị dùng 3 pha. Ta cần thiết kế trạm biến áp riêng cho hệ thống sao cho phải đủ năng lượng để cung cấp cho trạm hoạt động và độ an toàn phải cao.Để đảm bảo tính liên tục khi làm việc thì ta thiết kế thêm một máy phát dự phòng tránh trường hợp khi mất điện không làm ảnh hưởng đến quá trình sản xuất. II.5.1. Tính toán cung cấp điện cho hệ thống trạm trộn. Điện áp đưa vào trạm trộn được lấy từ lưới điện trung áp cấp cho nhà máy qua trạm phân phối trung tâm được đưa tới trạm biến áp của trạm bằng cáp ngầm, điện áp từ lưới trung áp là 35KV sau khi qua trạm biến áp hệ thống được giảm xuống 0,4KV. II.5.1.1. Tính chọn công suất động cơ: Căn cứ vào yêu cầu của trạm ta sẽ chọn các động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. Động cơ ngắn hạn lặp lại: là chế độ mà thời gian mang tải và thời gian nghỉ xen kẽ nhau. Khi làm việc nhiệt sai tăng lên nhưng chưa tới ổn định. Thời gian nghỉ giảm nhưng chưa tới 0. Đối với chế độ ngắn hạn lặp lại người ta dùng khái niệm hệ số đóng điện ε% (Hệ số tiếp điện). ε% = = (II.1) trong đó: tlv: là thời gian làm việc có tải tc.kỳ= tlv+ tnghỉ : là thời gian của một chu kỳ. Người ta đã chế tạo chuẩn: Ngắn hạn lặp lại tải thay đổi: Khi ε% = ε%chuẩn ta tính theo công thức: (II.2) Trong đó :Mi: trị số mômen ứng với khoảng thời gian ti . Mđt: mô men đẳng trị. Ptđ: Công suất tương đương. Khi ε% ≠ ε%chuẩn thì ta phải tính ra Mđt từ đó ta tính ra Pđt. Do đó công suất tính toán Ptt được tính theo công thức sau: (II.3) Sau đó tính chọn công suất định mức Pđm lớn hơn hoặc bằng công suất tính toán Ptt (Pđm ≥ Ptt). Ngắn hạn lặp lại tải không đổi: Đối với ngắn hạn lặp lại tải không đổi thì chọn công suất định mức Pđm lớn hơn hoặc bằng công suất yêu cầu Pyc (Pđm ≥ Pyc) phù hợp giữa ε%tải và ε%chuẩn, tốc độ thích hợp. Khi ε% ≠ ε%chuẩn thì ta phải tính: . (II.4) Sau đó tính chọn Pđm≥ Ptt như bình thường. Căn cứ vào thực nghiệm và yêu cầu công suất của trạm Tây Mỗ ta có công suất của các động cơ sau: Pđộng cơ trộn = 55 KW Pđộng cơ vít tải =3,7 KW Pđộng cơ băng tải =15 KW/1băng tải Pđộng cơ nén khí =15KW Pđộng cơ bơm nước = 3,7 KW Pđộng cơ phụ gia = 0,4 KW P động cơ đầm cát = 0,15 KW P động cơ đầm đá 1 = 0,25 KW P động cơ đầm đá 2 = 0,25 KW P động cơ đầm xi măng = 0,15 KW Tất cả các động cơ trên đều dùng động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc Sơ đồ cung cấp điện cho trạm trộn TI 500/5A Biến áp 200 KVA 35/ 0,4 CC 35 KV DCL 6A Động cơ đầm cát, xi măng 160A Động cơ trộn chính 50 A Động cơ băng tải Động cơ vít tải 10 A 10 A Động cơ bơm nước 6A Động cơ bơm phụ gia 60 A Động cơ nén khí 6A Động cơ đầm đá1, đá2 600 A MF dự phòng 600A G II.5.1.2.Thiết kế trạm biến áp: Công suất tính toán của trạm là: Stt = (Pđộng cơ trộn + Pđộng cơ băng tải + Pvít tải + Pnén khí +Pbơm nước +Pbơm phụ gia +Pđầm cát +Pđầm xi + Pđầm đá1 + Pđầm đá 2 )/ 0,8 = ( 55 + 15*3 + 3,7+ 15 + 3,7 + 0,4 + 0,15 +0,15 + 0,25 + 0,25)/ 0,8 = 154,6 KVA Trong đó: 0,8 là hệ số cosj tính chung cho toàn bộ động cơ. Do sử dụng một máy biến áp nên ta chọn công suất của máy biến áp SđmB lớn hơn hoặc bằng công suất tính toán Stt (SđmB ũStt) Ta chọn công suất máy biến áp là: SđmB=200 KVA 35 KV/ 0,4KV. Do máy biến áp này được chế tạo trong nước nên ta không phải tính toán đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ. Để trạm trộn hoạt động liên tục, khi xảy ra mất điện thì trạm đã lắp một máy phát điện dự phòng. Máy này được đấu song song với máy biến áp. Khi xảy ra mất điện thì ngay lập tức máy phát sẽ cấp điện trở lại cho hệ thống được tiếp tục làm việc. II.5.1.3. Lựa chọn máy cắt điện. Dòng điện cưỡng bức qua máy cắt: Icb= ==5,7 A6A Trong đó: Uđm là điện áp định mức của lưới điện trung áp. Đường dây dẫn điện dài 6 Km tiết diện 150 mm2 từ trạm trung áp về trạm biến áp của hệ thống, trên thực tế tại trạm Tây Mỗ: Rdây = 1,26 , X dây = 2,22 Trong đó: Rday là điện trở dây dẫn. Xdây là điện kháng dây dẫn. Dòng điện ngắn mạch qua máy cắt: IN = ixk = . kxk.IN =. 1,6. 7,92 =18 KA. Trong đó: Utb là điện áp trung bình của mạng trung áp. ixk là dòng điện xung kích khi ngắn mạch ba pha. kxk gọi là hệ số xung kích, hệ số này có thể tra theo đường cong ở hình 7.21 -Theo [TL- 3]. Bảng thông số của máy cắt: Loại Điện áp định mức Dòng điện làm việc Giới hạn dòng điện cắt Dòng điện xung kích PB – 35/400 35KV 400A 44KA 50KA Từ các thông số của quá trình chọn thông số máy cắt ta có thể chọn được cầu chì cao áp. Cầu chì cao áp ta chọn loại của hãng SIMENS chế tạo các thông số ở bảng dưới đây: Loại Uđm Iđm Icắt N min Icắt N max 3GD 201 – 3B 35KV 30A 62A 63KA II.5.1.4. Chọn tủ động lực: Tủ động lực gồm có 1 Aptômat tổng đầu vào và1 aptômat cấp từ lưới điện xuống các nhánh, một aptômat từ máy phát dự phòng, có 7 aptômat nhánh đầu ra đóng, cắt cho các động cơ phụ tải. Aptômat trong tủ động lực sử dụng aptômát của hãng Merlin Gerin của Pháp chế tạo. Các aptômát được đặt trong vỏ tủ tự tạo. Cụ thể chọn các aptômat như sau: Chọn aptômat tổng: = = Chọn aptômat nhánh cho động cơ trộn chính: Chọn aptômat cho động cơ băng tải: Chọn aptômat cho động cơ vít tải: Chọn aptômat cho động cơ bơm nước: Chọn aptômat cho động cơ bơm phụ gia: Chọn aptomat chođộng cơ máy nén khí: Chọn áptomat cho động cơ đầm cát, xi măng: Chọn aptomat cho động cơ đầm cát đá1, đá2: Bảng lựa chọn aptomat cho tủ động lực: dùng aptomat hạ áp kiểu MCCBS và ELCBS của hãng Mitsubishi Loại Số lượng Uđm Iđm Ingắt NF630-SE 2 500V 300A 600A NF100-SA T/A 1 415V 80A 160A NF50-HC 2 380V 5A 10A NF100-ST/A 1 380V 25A 60A NF30-SS 6 380V 3A 6A II.5.2. Các phần tử đóng cắt, bảo vệ, đo lường liên động. II.5.2.1. Thiết bị bảo vệ: Các thiết bị bảo vệ khác nhau sẵn sàng bảo vệ máy phát, máy biến áp đường dâyvà thiết bị tiêu thụ lưới điện. Mục đích của các thiết bị này là phát hiện sự cố cách ly chúng khỏi lưới một cách chọn lọc và nhanh chóng sao cho có thể hạn chế được nhiều nhất hậu quả của sự cố. Vì vậy các rơ le bảo vệ cần phải tác động nhanh với độ tin cậy cao và khả năng sẵn sàng đáp ứng cao nhất có thể được. Cầu chì: dùng để bảo vệ cho thiết bị điện và lưới điện tránh khỏi dòng điện ngắn mạch. Cầu chảy có bộ phận chủ yếu là dây chảy. Trị số mà dòng điện mà dây chảy bị chảy đứt được gọi là dòng điện giới hạn (Igh). Rõ ràng, cần có dòng điện giới hạn lớn hơn dòng điện định mức (Igh >Iđm) để dây chảy không bị đứt khi làm việc với dòng điện định mức. Thông thường, đối với dây chảy cầu chì thì: Igh= (1,25ữ1,45)Iđm Nhược điểm: Khi xảy ra sự cố ngắn mạch, dây chảy đứt, người vận hành phải thay dây chảy cầu chì do đó ảnh hưởng đến năng suất làm việc của máy Việc để cho người vận hành thay dây chảy cầu chì là tạo cho người vận hành chấp hành không đúng dẫn đến làm sai. Rơ le nhiệt:dùng để bảo vệ các thiết bị điện (động cơ) khỏi bị quá tải Rơ le nhiệt có dòng điện làm việc tới vài trăm Ampe, ở lưới điện một chiều 440V và xoay chiều tới 500V, tần số 50Hz. Trong thực tế sử dụng, dòng điện định mức của rơle nhiệt thường được chọn bằng dòng điện định mức của động cơ điện cần được bảo vệ quá tải, sau đó chỉnh giá trị của dòng điện tác động là: Itđ= (1,2ữ1,3)Iđm Công tắc: Là khí cụ đóng- cắt bằng tay hoặc bằng tác động cơ khí ở lưới điện hạ áp. Việc đóng, ngắt các tiếp điểm cũng có thể theo các nguyên tắc cơ khí khác nhau Sử dụng công tắc hành trình kiểu gạt có cần gạt với bánh xe ở đầu cần. Khi bị gạt, cần gạt sẽ gạt sang trái hoặc sang phải và từ đó đóng hoặc ngắt tiếp điểm bên trong công tắc. Nút ấn: Dùng để đóng- cắt mạch ở lưới điện hạ áp. Nút ấn thường được dùng để điều khiển các rơ le, công tắc tơ, chuyển đổi mạch tín hiệu, bảo vệ... Sử dụng phổ biến nhất là dùng nút ấn trong mạch điều khiển động cơ để mở máy, dừng và đảo chiều quay. Nút ấn cũng có kiểu hở và kiểu được bảo vệ kín để chống bụi, nước, chống nổ... và có loại có cả đèn báo để trạng thái của nút ấn. Aptomat (máy ngắt tự động): Là khí cụ điện đóng mạch bằng tay và cắt mạch tự động khi có sự cố như: quá tải, ngắn mạch, sụt áp... Kết cấu các aptomat rất đa dạng và được chia theo chức năng bảo vệ: aptomat dòng điện cực đại, aptomat dòng điện cực tiểu, aptomat điện áp thấp... Aptomat dòng điện cực đại được dùng để bảo vệ mạch điện khi quá tải và ngắn mạch. Aptomat điện áp thấp dùng để bảo vệ mạch điện khi điện áp tụt thấp không đủ điều kiện làm việc hoặc khi mất điện áp. Các aptomat có thể kết hợp nhiều nguyên lý làm việc thành các aptomat vạn năng: vừa bảo vệ quá dòng hay ngắn mạch, vừa bảo vệ điện áp thấp, vừa bảo vệ quá tải... Các rơle: Rơle là loại khí cụ điện tự động dùng để đóng- cắt mạch điện điều khiển hoặc mạch bảo vệ để liên kết giữa các khối điều khiển khác nhau, thực hiện các thao tác logic theo một quá trình công nghệ. Rơle điện từ: là loại rơle đơn giản nhất và dùng rộng rãi nhất, làm việc dựa trên nguyên lý điện từ và về kết cấu nó tương tự như công tắc tơ nhưng chiều đóng- cắt mach điện điệu khiển, không trực tiếp dùng trong mạch lực... Rơ le trung gian: khuyếch đại các tín hiệu điều khiển, nó nằm ở vị trí giữa hai rơle khác nhau. Số lượng tiếp điểm (tiếp điểm thường đóng, tiếp điểm thường mở, tiếp điểm chuyển đổi có cực động chung) của rơle trung gian thường nhiều hơn các loại rơle khác. Rơle dòng điện: bảo vệ mạch điện khi dòng điện trong mạch vượt quá hay giảm dưới một trị số nào đó đã được chỉnh định trong rơle. Rơle điện áp: bảo vệ các thiết bị điện khi điện áp đặt vào thiết bị tăng quá hoặc giảm quá mức qui định.Cuộn điện áp được mắc song song với mạch điện của thiết bị điện cần bảo vệ. Rơle điện áp chia ra 2 loại theo nhiệm vụ bảo vệ: Rơle điện áp cực đại: nắp từ động không quay ở điện áp bình thường. Khi điện áp tăng quá mức, lực từ thắng lực cản lò xo, nắp từ động sẽ quay và rơle tác động. Rơle điện áp cực tiểu: nắp từ động sẽ quay ở điện áp bình thường. Khi điện áp giảm quá mức, lực lò xo thắng lực từ, nắp từ động sẽ quay ngược và rơle tác động. Rơle thời gian: Là loại rơ le tạo trễ đầu ra nghĩa là khi đầu vào có tín hiệu điều khiển thì sau một khoảng thời gian nào đó đầu ra mới tác động (tiếp điểm rơle mới đóng hoặc mới mở). Thời gian trễ có thể từ vài phần giây đến hàng giờ hoặc hơn nhiều. II.5.2.2. Khóa liên động. Để đảm bảo điều khiển tin cậy các thiết bị đóng cắt cao áp trong mỗi khoang và ở mức cao hơn trong toàn bộ hệ thống được khoá liên động với nhau. Các điều khiển khoá liên động phụ thuộc vào cấu hình mạch khoá liên động và trạng thái của hệ thống ở thời điểm đã cho. Khoá liên động đặc biệt ngăn ngừa bộ cách li hoạt động trong khi có tải. Các điều kiện khoá liên động phải được xác định theo sơ đồ trạm. II.5.2.3. Thiết bị đo lường: Trong quá trình vận hành đóng cắt cần đo đạc ghi chép và đánh giá nhiều đại lượng như dòng điện, điện áp, công suất. Để làm được việc này hệ thống sơ cấp phải có các máy biến dòng, máy biến điện áp chúng có thể đặt trên thanh góp hoặc các nhánh, tủ điều khiển hoặc bàn điều khiển. Việc lắp các thiết bị đo lường này nhằm mục đích người vận hành có thể quan sát được các hiển thị trên tủ điều khiển tại buồng điều khiển tại chỗ hoặc trung tâm điều khiển, trên các đồng hồ đo như: Đồng hồ đo dòng (Ampemet), đồng hồ đo áp (Volmet)...để tránh các sự cố xảy ra như hiện tượng quá dòng, quá áp...và hạn chế mức tối đa do sự cố gây ra. II.6. Hệ thống an toàn của trạm. Để đảm bảo cho hệ thống đặc biệt là đảm bảo an toàn cho người vận hành, sửa chữa. Trạm phải được thiết kế với độ tin cậy cao. Ví dụ: Khi người công nhân vào thùng trộn để vệ sinh bê tông thì ở phần lắp thùng có đặt 1 hệ thống an toàn đó là mở lắp ra thì sẽ ngắt toàn bộ điện cho trạm. Lúc đó nếu ai đó có ấn nút start thì hệ thống cũng không làm việc. Đảm bảo khi người ra khỏi thùng trộn và đậy lắp lại rồi mới hoạt động. Trong khi trộn, người vận hành có thể huỷ bỏ mẻ trộn. Sau khi huỷ bỏ, mẻ đang trộn hiện tại sẽ không được lưu vào cơ sở dữ liệu. Các tỷ lệ đặt và trạng thái của bộ điều khiển sẽ được xoá. II.7. Mạch lực. H ệ điều khiển trạm trộn bê tông không yêu cầu điều chỉnh tốc độ động cơ do vậy để tiết kiệm chi phí và tăng độ tin cậy cho hệ thống ta dùng động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc. Trong toàn bộ hệ thống điện có 12 động cơ công suất từ nhỏ đến lớn, đều dùng nguồn 3 pha. Với các động cơ công suất nhỏ như: động cơ bơm nước, động cơ bơm phụ gia, động cơ đầm rung ta có thể khởi động trực tiếp mà không cần dùng rơ le nhiệt bảo vệ. Các động cơ còn lại có công suất lớn hơn ta phải có biện pháp giảm dòng khởi động và phải có rơle nhiệt bảovệ quá tải. II.7.1. Các biện pháp khởi động động cơ: *Mở máy trực tiếp: Đây là phương pháp đơn giản nhất, chỉ việc đóng trực tiếp động cơ vào lưới điện. Khuyết điểm của phương pháp này là dòng điện mở máy lớn, làm tụt điện áp mạng điện rất nhiều. Nếu quán tính máy lớn, thời gian mở máy sẽ rất lâu, có thể tác động đến hệ thống bảo vệ. Vì thế phương pháp này dùng được khi công suất mạng điện lớn hơn công suất động cơ rất nhiều. *Giảm điện áp Stato khi mở máy: Khi mở máy ta giảm điện áp đặt vào động cơ, để giảm dòng điện mở máy. Khuyết điểm của phương pháp này là mô men mở máy sẽ giảm đi rất nhiều Các biện pháp giảm điện áp đặt vào Stato của động cơ: +Dùng điện kháng nối vào mạch Stato: Lúc mở máy ta đưa điện kháng vào mạch Stato, điện áp rơi trên địên kháng giúp làm giám điện áp đặt trực tiếp vào động cơ đi k lần, song Mômen giảm đi k2 lần. +Dùng máy biến áp tự ngẫu: Điện áp mạng đặt vào sơ cấp máy biến áp , điện áp thứ cấp đưa vào động, thay đổi vị trí con chạy để cho lúc mở máy điện áp đặt vào động cơ nhỏ, sau đó tăng dần lên định mức. Điện áp pha mở máy động cơ là: Uđc (II.6) Trong đó: k là hệ số biến áp. Zn là tổng trở động cơ lúc mở máy. U1 là điện áp pha lưới. Iđc là dòng điện mở máy Dòng điện lưới I1 khi có biến áp: (II.7) Dòng điện lưới I1 khi mở máy trực tiếp: (II.8) Như vậy dòng mở máy giảm đi k2 lần. Phương pháp này có ưu thế hơn phương pháp dùng điện kháng vì vậy được áp dụng nhiều hơn trong thực tế. *Đổi nối Sao- Tam giác (Y/Δ) Phương pháp này áp dụng cho động cơ lúc làm việc bình thường dây quấn Stato đấu tam giác, khi mở máy động cơ đấu sao (Y) để điện áp đặt vào mỗi pha giảm đi lần. Sau khi mở máy động cơ lại đổi nối tam giác như vậy dòng điện mở máy giảm đi lần, song mô men giảm đi 3 lần. Tuy nhiên phương pháp này kinh tế hơn phương pháp trên. Với đặc điểm của động cơ trong hệ trạm trộn bê tông lúc khởi động không tải nhỏ, không cần mô men khởi động lớn và để kinh tế ta dùng phương pháp đổi nối sao – tam giác (Y/Δ). II.8. Pittông đóng mở cửa xả và máy nén khí Cơ cấu đóng mở cửa cấp liệu, cửa xả thông dụng và hợp lý là dùng pittông điện –khí nén, hệ thống khí nén bao gồm một máy nén khí cấp nguồn cho các pittông có khả năng tự động khi cần và van điện khí nén sẽ điều khiển pittông đóng hoặc mở. Van điện –khí nén dùng loại tự phục hồi. ở trạng thái “0” tức là ở trạng thái không có nguồn điện cấp cho van thì pittông đang ở trạng thái đóng các cửa cấp và cửa xả. * Các pittông cấp vật liệu gồm: Một pittông đóng mở cửa xả thùng trộn bê tông, 3 pittông đóng mở cửa xả thùng chứa cát, đá1, đá2. Một pittông đóng mở cửa xả thùng cân cốt liệu, 2 pittông đóng mở cửa xả thùng cân nước, xi măng. Các cơ cấu đóng mở nhận lệnh từ PLC. II.9. Băng tải. Băng tải là thiết bị vận tải liên tục dùng để chuyên chở hàng dạng hạt, cục theo phương nằm ngang, hoặc theo mặt phẳng nghiêng (góc nghiêng không lớn hơn 300). 4 2 + + + + + + + + 6 11 7 10 8 9 5 1 Hình II.1: Kết cấu của một băng tải cố định. Băng tải 7 chở hàng di chuyển trên các con lăn đỡ 12 và con lăn đỡ dưới 11. Các con lăn lắp trên một khung giá đỡ 10. Truyền động kéo băng tải nhờ hai tang: tang chủ động 8 và tang thụ động 5. Tang chủ động 8 gá chặt trên hai giá đỡ và nối với trục động cơ truyền động qua hộp giảm tốc. Tạo ra sức căng ban đầu của băng tải nhờ cơ cấu kéo căng gồm đối trọng 1, cơ cấu định vị và dẫn hướng 2, 3 và 4. Băng tải vận chuyển hạt từ phễu 6 đến đổ ở máng 9. Khống chế tự động một hệ truyền động băng tải phải theo yêu cầu công nghệ của đối tượng mà băng tải phục vụ. Các nguyên tắc chính khi thiết kế hệ thống khống chế băng Thứ tự khởi động các băng tải ngược chiều với dòng chuyển dịch vật liệu. Dừng băng tải bất kỳ nào đó chỉ được phép khi băng tải trước nó đã dừng. Phải có cảm biến về tốc độ của mỗi băng tải và các cảm biến báo có tải trên băng hoặc trong các thùng chứa. II.10. Hệ thống bơm nước. 1. Phân loại: Phân loại bơm có nhiều cách: a/ Theo nguyên lý làm việc hay cách cấp năng lượng, có 2 loại bơm: Bơm thể tích:Bơm loại này khi làm việc thì thể tích không gian làm việc thay đổi nhờ chuyển động tịnh tiến của pittông (bơm pittông) hay nhờ chuyển động quay của rôto (bơm roto). Kết quả, thế năng và áp suất chất lỏng tăng lên nghĩa là bơm cung cấp áp năng cho chất lỏng. Bơm động học: Chất lỏng được cung cấp động năng từ bơm và áp suất tăng lên. Chất lỏng qua bơm, thu được động lượng nhờ va đập của các cánh quạt (bơm ly tâm, bơm hướng trục) hoặc nhờ ma sát của tác nhân làm việc hoặc nhờ tác dụng của trường điện từ (bơm điện từ) hay các trường lực khác. b/Phân loại theo cấu tạo: Bơm cánh quạt: Bơm ly tâm chiếm đa số và thường gặp nhất (bơm nước). Bơm pittông: Bơm nước, bơm dầu. Bơm roto: Bơm dầu, hoá chất, bùn... 9 4 Hđ Hh 5 8 6 2 11 12 7 10 1 H 3 p2 p1 Hình II.2: Sơ đồ một hệ thống bơm. 2/Sơ đồ các phần tử của một hệ thống bơm: 1- Động cơ kéo bơm (bơm động cơ điện, máy nổ...); 2-Bơm. 3- Lưới chắn rác lắp ởđầu ống hút. Bên trong lưới chắn rác thường có van một chiều để chất lỏng chỉ có thể từ bên ngoài bể hút vào ống hút. 4-Bể hút; 5-ống hút; 6- Van ống hút; 7-Van ống đẩy; 8-ống đẩy; 9- Bể chứa. 10- Van và đường ống phân phối tới nơi tiêu dùng. 11- Chân không kế lắp ở đầu vào bơm, đo áp suất chân không do bơm tạo ra trong chất lỏng. 12- áp kế lắp ở đầu ra của bơm, đo áp suất dư của chất lỏng ra khỏi bơm. Kết luận: Chương 2 giới thiệu chung về yêu cầu điều khiển, trang thiết bị tự động đặc biệt là hệ cung cấp điện. Hiểu rõ vấn đề này giúp người điều khiển biết rõ về thiết bị tự động của trạm, để kịp thời điều chỉnh hay sửa chữa khi có sự cố. Nó cũng giúp hệ thống được toàn bộ yêu cầu của một trạm chất lượng cao. các kí hiệu trong sơ đồ: Các động cơ: M1:động cơ trộn. M2:động cơ kéo vít tải. M3:động cơ băng tải cát M4:động cơ băng tải đá 1. M5:động cơ băng tải đá 2. M6:động cơ bơm nước lên bể chứa. M7:động cơ bơm phụ gia lên bể chứa. M8:động cơ nén khí. M9:động cơ đầm rung phễu cát. M10: động cơ đầm rung phễu đá 1 M11: động cơ đầm rung phễu đá 2 M12:động cơ đầm rung xi lô xi măng. Các công tắc tơ: K1: đóng điện M1 K2: đóng điện M2. K3: đóng điện M3. K4: đóng điện M4. K5: đóng điện M5. K6: đóng điện M6. K7: đóng điện M7. K8: đóng điện M8. K9: đóng điện M9. K10: đóng điện M10. K11: đóng điện M11. K12: đóng điện M12. Thuyết minh nguyên lý hoạt động của sơ đồ điện: Từ lưới điện trung áp 35 KV qua máy biến áp 35/ 0,4 KV được cung cấp cho toàn bộ hệ thống lưới điện của trạm trộn bê tông, được trình bầy hình II.5 Yêu cầu của trạm không cần điều chỉnh tốc độ nên toàn bộ các động cơ được sử dụng trong trạm là động cơ 3 pha không đồng bộ rô to lồng sóc. Đối với động cơ có công suất lớn ta thực hiện đổi nối sao – tam giác để hạn chế dòng điện khởi động. Động cơ trộn có công suất P= 55 KW và các động cơ băng tải cát, băng tải đá1, băng tải đá 2 có công suất P= 15 KW được đổi nối Y– Δ (hình II.3, II.4). Các động cơ khác thì dùng phương pháp mở máy trực tiếp. *Nguyên lý hoạt động của mạch đổi nối sao - tam giác (Y– Δ). Nguyên lý mạch điều khiển ở các động cơ đấu sao tam giác là như nhau. Vì vậy em xin trình bầy nguyên lý hoạt động của động cơ trộn được trình bày ở hình II.3 như sau: ở chế độ điều khiển tự động hoặc điều khiển bằng tay, muốn động cơ trộn khởi động Y– Δ ta phải cấp điện cho công tắc tơ K1. Khi công tắc tơ K1 có điện, các tiếp điểm K1 đóng lại cấp điện cho công tắc tơ K1S. Khi công tắc tơ K1S có điện, các tiếp điểm K1S đóng lại cấp điện cho rơ le thời gian 1Rth đồng thời cuộn dây stato của động cơ được đấu sao (động cơ khởi động Y). Sau khoảng thời gian khởi động sao đặt trước, các tiếp điểm thường đóng mở chậm mở ra, ngắt công tắc tơ K1S ra khỏi nguồn điện đồng thời tiếp điểm thường mở đóng chậm đóng lại cấp điện cho công tắc tơ K1T, cuộn dây stato của động cơ đấu Δ. Động cơ làm việc đấu Δ. đổi nối sao – tam giác cho động cơ trộn bê tông K1 K1S K1T 1RTh K1S 1RTh K1S 1RTh 1RTh K1S K1T K1T K3 K3S K3T 2RTh K3S 2RTh K3S 2RTh 2RTh K3S K3T K3T 7 8 đổi nối sao – tam giác cho động cơ băng tải cát Hình II.3. Mạch điều khiển bằng tay. K4 K4S K4T 3RTh K4S 3RTh K4S 3RTh 3RTh K4S K4T K4T K5 K5S K5T 4RTh K5S 4RTh K5S 4RTh 4RTh K5S K5T K5T 7 8 đổi nối sao – tam giác cho động cơ băng tải đá2 đổi nối sao – tam giác cho động cơ băng tải đá2 Hình II.4 Mạch điều khiển bằng tay. *Nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch lực: Đóng aptomat tổng (AT), sau đó lần lượt đóng các aptomat từ AT1 ữ AT13 của mạch lực và mạch điều khỉên cho toàn bộ hệ thống của trạm. Khi ấn nút start (cả 2 chế độ) các công tắc tơ K1, K2, K3, K4,K6, K7 có điện đóng các tiếp điểm K1, K2, K3, K4, K6, K7 ở mạch lực, thực hiện các quá trình cân cốt liệu, cân nước và cân phụ gia (được trình bày ở hình II.6, II.7, II.8). Khi cân đủ đá1 thì công tắc tơ K5 có điện đóng tiếp đỉêm K5 ở mạch lực lại thực hiện quá trình cân đá2. Các quá trình hoạt động tiếp tục theo hệ thống điều khiển đã định trước. Các công tắc tơ K9, K10, K11, K12 có điện, đóng các tiếp điểm K9, K10, K11, K12 ở mạch lực lại cấp điện cho các động cơ đầm rung phễu cát, động cơ đầm rung phễu đá1, đá 2 và động cơ đầm rung xi lô xi măng (được trình bày ở hình II.8). Máy cắt cc Lưới điện cao áp 35KV Biến áp 200KVA 35KV/0.4KV. A B C O A v v Hz Hình II.5: Sơ đồ cung cấp điện tổng.  M1 3~ AT3 AT2 AT1 A B C O nguồn tổng 380v Aptomat Tổng. 1A 1B 1C z1 x1 y1 a1 b1 c1 55KW Động cơ trộn. a1 b1 c1 x1 y1 z1 K1 K1T K1S rn1 rn1 Cuộn dây Stato của M1 o M3 3~ z3 x3 y3 a3 b3 c3 15KW Động cơ băng tải cát a._.