Mô Hình Giám Sát Trạm Trộn Bê Tông Qua WinCC và STEP7-300

Đồ án nghiên cứu tốt nghiệp mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua wincc step7 300, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán .

• Tác giả: Huỳnh Tấn Sang
• Người hướng dẫn: ThS. Phạm Văn Tâm
• Trường học: Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu
• Chuyên ngành: Điều Khiển & Tự Động Hóa
• Đề tài: Mô Hình Giám Sát Trạm Trộn Bê Tông Qua WinCC và STEP7-300
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Vũng Tàu

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỒ ÁN
• NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
• NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG
• 1.1. Tổng quan về bê tông
• 1.2. Khái niệm bê tông
• 1.3. Thành phần cấu tạo bê tông
• 1.4. Các đặc tính của bê tông
• 1.5. Tổng quan về trạm trộn bê tông
• 1.6. Khái niệm và chức năng của trạm trộn bê tông
• 1.7. Cấu tạo chung của trạm trộn
• 1.8. Phân loại trạm trộn
• 2. CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Giới thiệu PLC S7-300
• 2.2. Ngôn ngữ lập trình
• 2.3. Những khối OB đặc biệt
• 2.4. Giới thiệu về WinCC
• 2.5. Một số lệnh thông dụng trong chương trình
• 2.6. Lựa chọn thiết bị điều khiển trạm trộn bê tông tại
• 2.7. Hệ thống cân sử dụng Loadcell
• 2.8. Van điện từ
• 2.9. Công tắc hành trình
• 3. CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH TRẠM TRỘN BÊ TÔNG
• 3.1. Nhiệm vụ và quy trình thi công mô hình
• 3.2. Thiết kế bản vẽ mô hình
• 3.3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý và mạch in bằng Orcad
• 3.4. Hàn linh kiện vào mạch và đi dây mô hình
• 3.5. Mô hình hoàn thiện
• 3.6. Lập trình vi điều khiển AT89S52
• 3.7. Điều khiển và giám sát mô hình trạm trộn bê tông
• 3.8. Lập trình PLC S7-300
• 3.9. Thiết kế giao diện WinCC và kết quả nghiên cứu
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua WinCC và STEP7 300

Mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua WinCC và STEP7-300 là một giải pháp hiện đại trong ngành xây dựng. Mô hình này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn đảm bảo chất lượng bê tông. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa vào quy trình sản xuất bê tông đang trở thành xu hướng tất yếu. Hệ thống này cho phép giám sát và điều khiển từ xa, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí.

1.1. Giới thiệu về WinCC và STEP7 300 trong giám sát

WinCC là phần mềm giám sát và điều khiển quy trình công nghiệp, trong khi STEP7-300 là phần mềm lập trình cho PLC S7-300. Sự kết hợp giữa hai công nghệ này tạo ra một hệ thống giám sát hiệu quả cho trạm trộn bê tông.

1.2. Lợi ích của mô hình giám sát trạm trộn bê tông

Mô hình giám sát này giúp tăng cường khả năng quản lý sản xuất, giảm thiểu sai sót và nâng cao chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, nó còn giúp theo dõi tình trạng hoạt động của thiết bị một cách liên tục.

II. Thách thức trong việc giám sát trạm trộn bê tông

Việc giám sát trạm trộn bê tông gặp phải nhiều thách thức, bao gồm sự phức tạp trong quy trình sản xuất và yêu cầu về độ chính xác cao. Các yếu tố như điều kiện môi trường, sự thay đổi trong nguyên liệu và thiết bị có thể ảnh hưởng đến chất lượng bê tông. Do đó, việc phát triển một hệ thống giám sát hiệu quả là rất cần thiết.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bê tông

Chất lượng bê tông phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tỷ lệ phối trộn, loại nguyên liệu và quy trình sản xuất. Việc giám sát các yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn.

2.2. Khó khăn trong việc điều khiển từ xa

Điều khiển từ xa qua hệ thống WinCC có thể gặp khó khăn do sự cố mạng hoặc lỗi phần mềm. Điều này yêu cầu hệ thống phải có khả năng tự động khôi phục và đảm bảo hoạt động liên tục.

III. Phương pháp giám sát trạm trộn bê tông hiệu quả

Để giám sát trạm trộn bê tông hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp hiện đại như sử dụng cảm biến, hệ thống PLC và phần mềm WinCC. Các cảm biến sẽ thu thập dữ liệu về tình trạng hoạt động của thiết bị, trong khi PLC sẽ xử lý và điều khiển các thiết bị này.

3.1. Sử dụng cảm biến trong giám sát

Cảm biến giúp theo dõi các thông số như trọng lượng, độ ẩm và nhiệt độ của nguyên liệu. Dữ liệu này được truyền về hệ thống để phân tích và điều chỉnh kịp thời.

3.2. Lập trình PLC cho trạm trộn bê tông

Lập trình PLC S7-300 cho phép điều khiển các thiết bị trong trạm trộn một cách tự động. Việc lập trình này cần phải chính xác để đảm bảo hoạt động hiệu quả của toàn bộ hệ thống.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mô hình giám sát trạm trộn bê tông

Mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua WinCC và STEP7-300 đã được áp dụng thành công trong nhiều dự án xây dựng. Việc giám sát từ xa giúp các nhà quản lý có thể theo dõi tình trạng hoạt động của trạm trộn mọi lúc, mọi nơi. Điều này không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công.

4.1. Kết quả đạt được từ mô hình giám sát

Nhiều công trình đã ghi nhận sự cải thiện rõ rệt về năng suất và chất lượng bê tông nhờ vào việc áp dụng mô hình giám sát này. Các số liệu cho thấy tỷ lệ sản phẩm đạt tiêu chuẩn tăng lên đáng kể.

4.2. Các dự án tiêu biểu ứng dụng mô hình

Một số dự án lớn như xây dựng cầu, đường cao tốc đã áp dụng mô hình giám sát này, mang lại hiệu quả kinh tế cao và đảm bảo tiến độ thi công.

V. Kết luận và tương lai của mô hình giám sát trạm trộn bê tông

Mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua WinCC và STEP7-300 không chỉ là một giải pháp công nghệ hiện đại mà còn là xu hướng tất yếu trong ngành xây dựng. Tương lai của mô hình này hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển với sự cải tiến về công nghệ và tính năng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

5.1. Triển vọng phát triển công nghệ giám sát

Công nghệ giám sát sẽ tiếp tục được cải tiến với sự phát triển của IoT và AI, giúp nâng cao khả năng tự động hóa và phân tích dữ liệu.

5.2. Tác động đến ngành xây dựng

Mô hình giám sát này sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng công trình, từ đó thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành xây dựng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

lOMoARcPSD|39222806 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: MÔ HÌNH GIÁM SÁT TRẠM TRỘN BÊ TÔNG QUA WINCC, STEP7-300 Giaó viên hướng dẫn : ThS. Phạm Văn Tâm Sinh viên thực hiện : Huỳnh Tấn Sang Mã số sinh viên : 15032008 Lớp : DH15TD Trình độ đào tạo : Đại học chính quy Chuyên ngành : Điều khiển & Tự động hóa Niên khóa : 2015-2019 VŨNG TÀU 2019 Downloaded by MON HOANG ([e-mail]) lOMoARcPSD|39222806 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm LâI NÓI ĐÀU Trong sự nghiệp Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá, á mọi ngành sản xuất, mục tiêu nâng cao năng suất lao động, chất l°ợng sản phẩm và giá trị kinh tế là mục tiêu quan trọng hàng đầu. Để đạt đ°ợc mục tiêu trên cần phải có nhiều biện pháp thích hợp với từng giai đoạn phát triển. Hiện nay, với sự phát triển nhanh chóng cÿa công nghệ cao, việc āng dụng các công nghệ điều khiển tự động vào các quy trình sản xuất là h°ớng đi tất yếu cho sự phát triển kinh tế xã hội.

Việc āng dụng công nghệ PLC vào điều khiển tự động các dây chuyền sản xuất kết hợp với việc ghép nối máy tính đã đem lại kết quả đầy tính °u việt. Các thiết bị, hệ thống đo l°ßng và điều khiển āng dụng PLC ghép nối với máy tính có độ chính xác cao, thßi gian xử lý dữ liệu ngắn kể cả việc thống kê và in ra kết quả. Vì vậy việc āng dụng PLC vào điều khiển tự động là vấn đề rất quan trọng trong sản xuất công nghiệp. Đ°ợc sự đồng ý cÿa nhà tr°ßng, cÿa viện công nghệ thông tin điện –điện tử, với sự h°ớng dẫn cÿa thầy Phạm Văn Tâm: Em đã nhận đề tài " Mô hình giám sát tr¿m trßn bê tông qua wincc, step7-300".Với đề tài này em có thể vừa nghiên cāu kỹ h¡n về PLC S7-300, vừa có thể biết thêm về các thiết bi tự động khác nh° Load cell, van, đầu cân …Việc āng dụng kỹ thuật điều khiển PLC, đây là đề tài có tính thiết thực, có thể áp dụng cho công việc giảng dạy PLC S7300 và scada.

Với sự h°ớng dẫn cÿa thầy Phạm Văn Tâm cộng với sự nổ lực nghiên cāu em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp, rất mong nhận đ°ợc ý kiến đóng góp cÿa các thầy cô và các bạn. SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 1 Downloaded by MON HOANG ([e-mail]) lOMoARcPSD|39222806 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm LâI CÁM ¡N Tr°ớc khi bắt đầu nghiên cāu khoa học, với lòng biết ¡n sâu sắc nhất, em xin cảm ¡n quý thầy cô ngành Điện-Điện tử đã tận tình truyền đạt kiến thāc cũng nh° giúp đỡ em trong quá trình học tập tại tr°ßng. Đặc biệt, em xin ghi nhớ sự nhiệt tình cÿa thầy Phạm Văn Tâm, ng°ßi trực tiếp h°ớng dẫn và đã giúp em hoàn thành đề tài này. Sau cùng, em cũng xin cảm ¡n những ng°ßi bạn đã đóng góp ý kiến và hỗ trợ thông tin để em hoàn thiện đề tài.

SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 2 Downloaded by MON HOANG ([e-mail]) lOMoARcPSD|39222806 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm TÓM TÀT Đà ÁN Sau khi hoàn thành xong đồ án với đề tài là < Mô hình giám sát tr¿m trßn bê tông qua wincc, step7-300= em xin tóm tắt lại những vấn đề sau:  Những công việc đã làm đ°ợc: - Thiết kế bản vẽ mô hình bằng autocad, corel. - Thiết kế s¡ đồ nguyên lý. - Thiết kế mạch in bằng orcad. - Hàn linh kiện vào mạch và tiến hành đi dây toàn mô hình.

- Lập trình c cho 89S52. - Lập trình Step7-300 - Thiết kế giao diện điều khiển Wincc. SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 3 Downloaded by MON HOANG ([e-mail]) lOMoARcPSD|39222806 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm NH¾N XÉT CĂA GIÀNG VIÊN H¯àNG DÀN 1. Thái độ tác phong trong thßi gian thi công đồ án: ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 2.

Kiến thāc chuyên môn: ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3. Nhận thāc thực tế: ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4. Đánh giá khác: ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 5. Đánh giá chung kết quả đồ án: ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ Vũng Tàu, ngày tháng năm 2019.

Giảng viên h°ớng dẫn SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 4 Downloaded by MON HOANG ([e-mail]) lOMoARcPSD|39222806 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm NH¾N XÉT CĂA GIÀNG VIÊN PHÀN BIÞN 1. Thái độ tác phong trong thßi gian bảo vệ đồ án: ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 2. Kiến thāc chuyên môn: ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3. Nhận thāc thực tế: ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4.

Đánh giá khác: ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 5. Đánh giá chung kết quả đồ án: ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ Vũng Tàu, ngày tháng năm 2019 Giảng viên phản biện SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 5 Downloaded by MON HOANG ([e-mail]) lOMoARcPSD|39222806 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm MĀC LĀC CH¯¡NG Mä ĐÀU: Tổng quan về đề tài. Āng dụng cÿa đề tài. 8 CH¯¡NG I: Tổng quan về bê tông và tr¿m trßn bê tông .Tổng quan về bê tông .Khái niệm bê tông.Thành phần cấu tạo bê tông .Các đặc tính cÿa bê tông .Tổng quan về tr¿m trßn bê tông.

Khái niệm và chāc năng cÿa trạm trộn bê tông. Cấu tạo chung cÿa trạm trộn. Phân loại trạm trộn. Nguyên lý hoạt động cÿa trạm trộn bê tông.

Thành phần vật liệu cÿa bê tông. Định l°ợng vật liệu. Hoạt động cÿa máy nén khí. 22 CH¯¡NG II: C¢ så lý thuyết .Giái thißu PLC S7-300.

Ngôn ngữ lập trình. Những khối OB đặc biệt.Giái thißu về Win cc .Giới thiệu về WinCC .Một số lệnh th°ßng dùng trong ch°¡ng trình. Lựa chọn thiết bị điều khiển tr¿m trßn bê tông t°¢i .Hệ thống cân sử dụng Loadcell.Van điện từ. Công tắc hành trình.

46 CH¯¡NG IV: Thiết kế và thi công mô hình tr¿m trßn bê tông.Nhißm vā và quy trình thi công mô hình.Quy trình thi công mô hình. 47 SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 6 Downloaded by MON HOANG ([e-mail]) lOMoARcPSD|39222806 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Thiết kế bản vẽ mô hình.Thiết kế s¡ đồ nguyên lý và mạch in bằng orcad.Hàn linh kiện vào mạch và đi dây mô hình .Mô hình hoàn thiện .Lập trình vi điều khiển AT89S52 .Điều khiển và giám sát mô hình tr¿m trßn bê tông.Lập trình PLC S7-300 .Thiết kế giao diện wincc và kết quả nghiên cāu. 61 Tài lißu kham khÁo. 63 SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 7 Downloaded by MON HOANG ([e-mail]) lOMoARcPSD|39222806 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm CH¯¡NG Mä ĐÀU: Tổng quan về đề tài.

Trong công nghiệp và điều khiển tự động ngày nay, máy tính và PLC ngày càng trá thành bộ phận không thể thiểu trong quá trình điều khiển và hầu hết các xí nghiệp tự động hay dùng đến nó. Để hiểu rõ h¡n về PLC và bộ điều khiển PLC em đã chọn thực hiện đề tài < Mô hình giám sát tr¿m trßn bê tông qua wincc, step7- 300= 2 Nßi dung. Đề tài < Mô hình giám sát tr¿m trßn bê tông qua wincc, step7-300= là sự kết hợp giữa WinCC và PLC đề điều khiển và giám sát mô hình trạm trộn bê tông t°¡i. Tình hình nghiên cąu: Tìm hiểu về quy trình công nghệ trạm trộn bê tông.

Tìm hiểu về các thiết bị nh° cảm biến , loadcell, …  Tìm hiểu thiết kế giao diện điều khiển bằng WinCC Tìm hiểu cách kết nối và điều khiển giữa PLC với WinCC và các hệ thống khác: động c¡, cảm biến , loadcell, … H°áng giÁi quyết: Dùng Led mô phỏng băng tải, gầu, bồn trộn, māc trong bồn và các trạng thái on, off cÿa động c¡ và van.  Dùng biến trá thay thế load cell để điều chỉnh khối l°ợng cốt liệu.  Dùng PLC kích vi điều khiển chạy led theo quy trình.  Dùng Wincc để giám sát mô hình.Ąng dāng căa đề tài.

- Mô hình dùng làm thiết bị thực hành cho các môn PLC, điều khiển quá trình , Scada. -Mô hình có thể dùng để training nhân viên vận hình trạm trộn bê tông. SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 8 Downloaded by MON HOANG ([e-mail]) lOMoARcPSD|39222806 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm CH¯¡NG I: Tổng quan về bê tông và tr¿m trßn bê tông 1.Tổng quan về bê tông 1. Khái nißm bê tông.

Bê tông t°¡i là bê tông trộn sẵn, hay gọi là bê tông th°¡ng phẩm. Đây là một hỗn hợp gồm cốt liệu cát, đá, xi măng, n°ớc và phụ gia theo những tỉ lệ tiêu chuẩn để có sản phẩm bê tông với từng đặc tính c°ßng độ khác nhau.Thành phÁn c¿u t¿o bê tông. Xi măng là thành phần đặc biệt quan trọng cÿa bê tông. Xi măng có nhiều loại khác nhau, xi măng mác càng cao thì khả năng kết dính càng tốt và làm chất l°ợng thiết kế bê tông tăng lên.

Tuy nhiên giá thành cÿa xi măng cao. Vì vậy khi lựa chọn loại xi măng, ta vừa phải đảm bảo chất đúng yêu cầu kĩ thuật, vừa phải giải quyết tốt bài toán kinh tế. Cát dùng trong sản xuất bê tông có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo, kích th°ớc hạt cát là từ 0. Chất l°ợng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, thành phần tạp chất, thành phần hạt… Trong thành phần cÿa bê tông cát chiếm khoảng 29%.

Đá dăm có nhiều loại tùy thuộc vào kích cỡ cÿa đá, do đó tùy thuộc vào kích cỡ cÿa bê tông mà ta chọn kích th°ớc đá sao cho phù hợp. Trong thành phần bê tông đá dăm chiếm khoảng 52%. N°ớc là thành phần quan trong không thể thiếu trong sản xuất bê tông. N°ớc dùng trong sản xuất bê tông phải đáp āng đÿ tiêu chuẩn để không ảnh h°áng xấu đến khả năng ninh kết cÿa bê tông và chống ăn mòn kim loại.

SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 9 Downloaded by MON HOANG ([e-mail]) lOMoARcPSD|39222806 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm e) Ch¿t phā gia. Phụ gia sử dụng th°ßng có dạng bột, đ°ợc chia ra 2 loại: -Loại phụ gia hoạt động bề mặt: Đ°ợc sử dụng một l°ợng nhỏ nh°ng có khả năng cải thiện đáng kể tính chất cÿa hỗn hợp bê tông và tăng c°ßng nhiều tính chất khác cÿa bê tông. -Loại phụ gia rắn nhanh: Có khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc cÿa bê tông trong điều kiện tự nhiên cũng nh° nâng cao c°ßng độ bê tông. Hiện nay trong công nghệ sản xuất bê tông ng°ßi ta còn sử dụng phụ gia đa chāc năng.Các đặc tính căa bê tông.

a)C°ãng đß bê tông. C°ßng độ cÿa bê tông tăng theo tuổi thọ cÿa bê tông. Tuổi cÿa bê tông là thßi gian tính từ lúc chế tạo bê tông đến khi cho nó chịu lực. trong thßi gian đầu c°ßng độ tăng nhanh sau chậm dần.

b)Tính co nå căa bê tông. Bê tông t°¡i cũng nh° các vật liệu khác, dãn ná khi bị đốt nóng và co lại khi làm lạnh.