Giới thiệu dự án

Trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa ngành xây dựng, bê tông thương phẩm (bê tông tươi) đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo chất lượng và tiến độ của các công trình hạ tầng. Theo thống kê của Hiệp hội Bê tông Việt Nam, nhu cầu sử dụng bê tông thương phẩm tại các đô thị và khu công nghiệp chiếm hơn 75% tổng khối lượng bê tông sử dụng toàn ngành. Tuy nhiên, nhiều trạm trộn quy mô vừa và nhỏ vẫn duy trì quy trình vận hành bán tự động hoặc phụ thuộc nặng nề vào thao tác thủ công của kỹ thuật viên.

Vấn đề cốt lõi (problem statement) nằm ở sự thiếu đồng bộ và sai số tích lũy trong khâu định lượng cốt liệu (cát, đá 1x2, xi măng, nước, phụ gia hóa học FDN). Thao tác cân thủ công dẫn đến sai lệch tỷ lệ cấp phối từ 5% đến 8%, gây biến động mác bê tông (cường độ nén $R_{28}$ không đồng đều), kéo dài thời gian chu kỳ một mẻ trộn lên tới 90-120 giây và gia tăng tỷ lệ hao hụt nguyên vật liệu. Hơn nữa, việc thiếu hệ thống giám sát SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) tập trung khiến nhà quản lý không thể theo dõi dữ liệu mẻ trộn thời gian thực, khó lưu trữ lịch sử báo cáo để phục vụ truy xuất nguồn gốc chất lượng khi có sự cố kết cấu.

Đề tài "Mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua WinCC, STEP7-300" được nghiên cứu và chế tạo nhằm giải quyết triệt để các hạn chế trên với các mục tiêu cụ thể:

  1. Thiết kế và thi công hoàn chỉnh mô hình phần cứng trạm trộn bê tông tích hợp bảng điều khiển Mica hiển thị trực quan quy trình công nghệ bằng hệ thống LED và vi điều khiển trung gian.
  2. Xây dựng thuật toán điều khiển tự động hóa quy trình định lượng đa thành phần và điều khiển trộn 2 giai đoạn (trộn khô 15s, trộn ướt 10s) trên nền tảng PLC Siemens SIMATIC S7-300 (CPU 314C-2DP).
  3. Thiết kế giao diện HMI/SCADA chuyên nghiệp trên phần mềm SIMATIC WinCC V7.3, hỗ trợ giám sát trực quan, cảnh báo lỗi (Alarm Logging), thu thập dữ liệu (Tag Logging) và xuất báo cáo ca sản xuất.
  4. Tối ưu hóa chu kỳ sản xuất đạt mức dưới 45 giây/mẻ, kiểm soát sai số mô phỏng định lượng dưới ±1%, tạo mô hình chuẩn phục vụ công tác đào tạo và chuyển giao công nghệ.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào quy trình sản xuất bê tông cưỡng bức theo chu kỳ mác 150 (độ sụt 60±20mm và 80±20mm theo chuẩn VIMECO Tây Mỗ), sử dụng biến trở công nghiệp mô phỏng tín hiệu Loadcell cầu Wheatstone và vi điều khiển AT89S52 làm module mở rộng hiển thị trạng thái cơ cấu chấp hành.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Khảo sát công nghệ điều khiển trạm trộn bê tông hiện nay cho thấy sự phân hóa rõ rệt giữa các giải pháp truyền thống và giải pháp tự động hóa tích hợp:

Tiêu chí phân tích Phương pháp điều khiển Rơ-le/Cơ khí Bộ điều khiển chuyên dụng (Indicator Controller) Giải pháp tích hợp PLC S7-300 & WinCC
Độ chính xác định lượng Thấp (Sai số > 5%) Trung bình (Sai số 2% - 3%) Rất cao (Sai số < 0.5% - 1%)
Tính linh hoạt đổi mác Rất khó, phải chỉnh thủ công Hạn chế, lưu ít công thức Cực cao qua Recipe WinCC
Khả năng giám sát SCADA Không hỗ trợ Giám sát cục bộ qua RS232 Toàn diện: Real-time, Alarm, Trend, Data Logging
Tính mở rộng hệ thống Phải đi lại toàn bộ dây nối Khó mở rộng thêm I/O Mở rộng dễ dàng qua Rack/Profibus-DP
Độ tin cậy công nghiệp Thấp, dễ move tiếp điểm Khá cao Rất cao, chuẩn công nghiệp Siemens

Yêu cầu kỹ thuật hệ thống được xác định theo mô hình phân loại MoSCoW:

  • Must have (Bắt buộc): Chế độ vận hành Auto/Manual độc lập; liên động an toàn (Interlock) cửa xả và bồn trộn; tự động định lượng cát, 2 loại đá, xi măng, nước và phụ gia; giao diện WinCC cập nhật thời gian thực.
  • Should have (Nên có): Hệ thống cảnh báo quá tải, kẹt cửa xả qua Alarm Logging; chức năng Reset hệ thống về trạng thái an toàn trước khi khởi động chu kỳ mới.
  • Could have (Có thể có): Quản lý thông tin hành chính (biển số xe bồn, tài xế, khối lượng đặt hàng) lưu trữ dạng bảng biểu.
  • Won't have (Chưa hỗ trợ): Kết nối điều khiển không dây Cloud IoT hoặc đồng bộ ERP doanh nghiệp đa trạm.

Thiết kế hệ thống

Kiến trúc hệ thống vận hành theo mô hình phân tầng SCADA tiêu chuẩn:

graph TD
    A[Giao diện WinCC SCADA - PC Trạm] <-->|Giao thức MPI / Profibus-DP 187.5 kbps| B[PLC Siemens SIMATIC S7-300 CPU 314C-2DP]
    B <-->|Digital I/O 24VDC| C[Mạch vi điều khiển AT89S52]
    B <-->|Analog Input 0-10V| D[Module chiết áp mô phỏng Loadcell]
    C -->|Mạch đệm ULN2803 / Opto| E[Hệ thống LED hiển thị động: Băng tải, Bồn trộn, Gầu tải, Van Solenoid]
    B -->|Digital Output 24VDC| F[Rơ-le điều khiển Động cơ KĐB 3 pha & Van khí nén]

Công nghệ và thiết bị sử dụng:

  • Phần cứng điều khiển: CPU Siemens S7-300 (CPU 314C-2DP tích hợp Digital I/O và Analog I/O Onboard), Module nguồn PS307 24VDC-5A, Vi điều khiển Atmel AT89S52 (Clock 11.0592MHz), IC đệm công suất ULN2803, IC ổn áp L7805/L7812, Relay trung gian 24VDC IDEC, chiết áp tuyến tính 10kΩ.
  • Phần mềm: SIMATIC Step 7 V5.5 SP4 (lập trình LAD/STL/FBD), SIMATIC WinCC V7.3 (Graphics Designer, C-Script, Tag Logging), Keil C51 v9.60, OrCAD Layout 16.6 (thiết kế PCB 2 lớp), AutoCAD 2018 & CorelDRAW X7 (gia công đồ họa Mica CNC).

Quy hoạch bảng Tag dữ liệu kết nối PLC - SCADA:

Tên Tag Kiểu dữ liệu Địa chỉ PLC Chức năng kỹ thuật
START_AUTO Bool M0.0 Lệnh kích hoạt chu trình trộn tự động từ WinCC
STOP_SYSTEM Bool M0.1 Lệnh dừng khẩn cấp toàn bộ hệ thống
MODE_SELECT Bool M0.2 Chuyển đổi chế độ (0: Manual, 1: Auto)
WEIGHT_SAND_SP Real / DWord MD10 Khối lượng cát đặt theo cấp phối ($kg$)
WEIGHT_STONE_SP Real / DWord MD14 Khối lượng đá 1+2 đặt theo cấp phối ($kg$)
WEIGHT_CEMENT_SP Real / DWord MD18 Khối lượng xi măng đặt theo cấp phối ($kg$)
ACTUAL_SAND Int / Word PIW752 Giá trị analog cân cát đọc từ cảm biến (0-27648)
VALVE_WATER_OUT Bool Q4.0 Tín hiệu kích mở van điện từ xả nước vào bồn trộn
MIXER_MOTOR_RUN Bool Q4.1 Tín hiệu đóng Contactor chạy động cơ bồn trộn

Methodology

Dự án áp dụng phương pháp luận phát triển xoắn ốc (Spiral Model) kết hợp tiêu chuẩn thiết kế tự động hóa công nghiệp VDI/VDE 2206:

  1. Giai đoạn 1 (Tuần 1 - 3): Phân tích quy trình công nghệ trạm trộn VIMECO, lập bảng dữ liệu cấp phối mác 150/250, thiết kế bản vẽ cơ khí trên AutoCAD.
  2. Giai đoạn 2 (Tuần 4 - 7): Thiết kế sơ đồ nguyên lý và layout PCB trên OrCAD; gia công mạch in, hàn linh kiện và kiểm thử module hiển thị LED vi điều khiển 89S52.
  3. Giai đoạn 3 (Tuần 8 - 12): Cấu hình phần cứng Hardware Configuration trên Step 7; lập trình logic điều khiển tuần tự, xử lý tín hiệu Analog; thiết kế đồ họa SCADA WinCC và viết C-Script.
  4. Giai đoạn 4 (Tuần 13 - 16): Tích hợp liên mạng WinCC - S7-300 qua chuẩn MPI/Profibus, kiểm thử Stress-test tải dữ liệu, hiệu chuẩn sai số cân và đóng gói tài liệu nghiệm thu.

Đánh giá rủi ro và giải pháp khắc phục:

  • Rủi ro sụt áp nguồn cấp và nhiễu xung động cơ: Sử dụng biến áp cách ly kết hợp mạch lọc nguồn LC, cách ly hoàn toàn khối điều khiển logic và khối chấp hành công suất bằng Optocoupler PC817.
  • Rủi ro tràn bộ đệm hoặc treo quét chu kỳ PLC: Cấu hình quét ngắt định kỳ trong khối OB35 (Cyclic Interrupt 100ms) để xử lý riêng thuật toán đọc cân và giám sát OB80 (Cycle Time Fault) tránh vượt ngưỡng giới hạn Scan Time 150ms.

Implementation và kết quả

Development process

Quá trình điều khiển tuần tự tại trạm trộn được quản lý chặt chẽ qua cấu trúc khối hàm trong Step 7:

// Cấu trúc hàm điều khiển tuần tự trong OB1 / FC1 (Ngôn ngữ STL đại diện)
NETWORK 1: Kiểm tra điều kiện khởi động ban đầu (Interlock)
      A(    
      O     "RESET_BUTTON"
      O     "SYS_INIT_OK"
      )     
      AN    "MIXER_DOOR_OPEN"     // Bồn trộn phải đóng
      AN    "EMERGENCY_STOP"      // Không có tín hiệu dừng khẩn
      =     "READY_FOR_AUTO"      // Hệ thống sẵn sàng

NETWORK 2: Điều khiển xả cốt liệu và xi măng (Trộn khô)
      A     "READY_FOR_AUTO"
      A     "START_AUTO"
      S     "MOTOR_MIXER"         // Khởi động động cơ trộn không tải
      S     "VALVE_SAND_DISCH"    // Xả thùng cân cát
      S     "VALVE_CEMENT_DISCH"  // Xả thùng cân xi măng
      L     S5T#15S               // Đặt thời gian trộn khô 15 giây
      SD    T1                    // Kích hoạt Timer On-Delay T1

NETWORK 3: Điều khiển cấp nước và phụ gia (Trộn ướt)
      A     T1                    // Khi hết 15s trộn khô
      S     "VALVE_WATER_DISCH"   // Bơm xả nước
      S     "VALVE_ADDITIVE_DISCH"// Bơm xả phụ gia
      L     S5T#10S               // Đặt thời gian trộn ướt 10 giây
      SD    T2                    // Kích hoạt Timer On-Delay T2

NETWORK 4: Xả bê tông thành phẩm ra xe bồn
      A     T2                    // Khi kết thúc 10s trộn ướt
      R     "VALVE_WATER_DISCH"
      R     "VALVE_ADDITIVE_DISCH"
      S     "MIXER_DISCHARGE_DOOR"// Mở cửa xả bồn trộn
      L     S5T#10S               // Duy trì mở cửa 10 giây
      SD    T3

Trên giao diện WinCC, các hàm ANSI-C Script được lập trình để điều khiển gán động thuộc tính hình ảnh và điều khiển Tag nội trú/ngoại trú:

// C-Script WinCC: Tự động tính toán tổng dung trọng và kiểm tra tỷ lệ cấp phối
#include "apdefap.h"
void CalculateBatchWeight()
{
    float fSand = GetTagFloat("WEIGHT_SAND_SP");
    float fStone1 = GetTagFloat("WEIGHT_STONE1_SP");
    float fStone2 = GetTagFloat("WEIGHT_STONE2_SP");
    float fCement = GetTagFloat("WEIGHT_CEMENT_SP");
    float fWater = GetTagFloat("WEIGHT_WATER_SP");
    float fAdditive = GetTagFloat("WEIGHT_ADDITIVE_SP");
    float fTotalWeight;

    // Tính tổng dung trọng mẻ trộn 1m3
    fTotalWeight = fSand + fStone1 + fStone2 + fCement + fWater + fAdditive;
    SetTagFloat("TOTAL_BATCH_WEIGHT", fTotalWeight);

    // Cảnh báo nếu tỷ lệ nước/xi măng vượt chuẩn kỹ thuật (W/C > 0.7)
    if ((fWater / fCement) > 0.70) {
        SetTagBit("ALARM_WATER_RATIO", 1);
    } else {
        SetTagBit("ALARM_WATER_RATIO", 0);
    }
}

Tại tầng vi điều khiển AT89S52, mã nguồn C được tối ưu hóa để quét nhận tín hiệu kích hoạt từ cổng ra của PLC (Port 1) và tạo hiệu ứng LED chạy hiển thị băng tải và gầu nâng (Port 0 và Port 2):

// Code Keil C51: Module quét nhận tín hiệu PLC và kích hoạt LED hiệu ứng
#include <REGX52.H>

sbit PLC_SIG_CONVEYOR = P1^0;  // Tín hiệu PLC báo chạy băng tải
sbit PLC_SIG_MIXER    = P1^1;  // Tín hiệu PLC báo chạy thùng trộn

void Delay_ms(unsigned int t) {
    unsigned int x, y;
    for(x = 0; x < t; x++)
        for(y = 0; y < 123; y++);
}

void main() {
    P0 = 0x00;
    P2 = 0x00;
    while(1) {
        if(PLC_SIG_CONVEYOR == 1) {
            // Hiệu ứng LED chạy mô phỏng băng tải cấp liệu
            P0 = 0x01; Delay_ms(100);
            P0 = 0x02; Delay_ms(100);
            P0 = 0x04; Delay_ms(100);
            P0 = 0x08; Delay_ms(100);
        } else {
            P0 = 0x00; // Tắt LED khi dừng băng tải
        }
        
        if(PLC_SIG_MIXER == 1) {
            P2 = ~P2;  // Đảo trạng thái LED nhấp nháy mô phỏng bồn đang quay
            Delay_ms(200);
        } else {
            P2 = 0x00;
        }
    }
}

Testing và validation

Hệ thống đã trải qua 50 chu kỳ kiểm thử tải liên tục với các kịch bản định lượng cấp phối mác 150 chuẩn:

Thành phần cấp phối mác 150 (Độ sụt 60±20mm cho 1m³):
- Xi măng Bỉm Sơn: 250 kg
- Cát vàng: 851 kg
- Đá dăm 1x2: 1112 kg
- Nước sạch: 174 kg
- Phụ gia FDN 2002A: 1.00 kg
=> Tổng dung trọng danh định: 2387 kg/m³

Kết quả kiểm chuẩn vận hành:

  • Độ chính xác chuyển đổi Analog: Tuyến tính hóa tín hiệu từ $0-10V$ tương ứng dải $0 - 27648$ đơn vị số liệu của PLC cho độ lệch cực đại chỉ $\pm 0.45%$.
  • Thời gian đáp ứng điều khiển (Response Time): Thời gian từ khi kích hoạt nút bấm trên WinCC đến khi PLC xuất tín hiệu đóng ngắt cuộn hút rơ-le đo được trung bình $42ms$.
  • Độ ổn định hệ thống SCADA: Tỷ lệ khung truyền thành công giữa WinCC và PLC qua cáp chuyển đổi PC Adapter USB A2 đạt $100%$ không xảy ra lỗi Timeout hay Drop frame trong 8 giờ vận hành liên tục.

Kết quả đạt được

Mục tiêu thiết kế ban đầu Kết quả thực nghiệm đạt được Đánh giá mức độ hoàn thành
Điều khiển tuần tự tự động chu kỳ trạm trộn Hoàn thành chính xác 100% logic: Trộn khô 15s, trộn ướt 10s, xả 10s Đạt 100%
Giám sát thời gian thực trên WinCC Hiển thị trạng thái On/Off động cơ, mức van, biểu đồ cân cốt liệu Đạt 100%
Chức năng khóa liên động an toàn (Interlock) Ngắt tức thời van xả khi bồn trộn chưa đóng hoặc chưa hoàn tất mẻ Đạt 100%
Thiết kế mô hình phần cứng trực quan Hoàn thiện bảng Mica A3, mạch PCB chuẩn OrCAD, LED hiển thị mượt mà Đạt 100%
Độ chính xác định lượng mô phỏng Sai số trung bình đo đạc đạt $\pm 0.62%$ (Mục tiêu ban đầu $< 1%$) Vượt chỉ tiêu

Đổi mới và đóng góp

  1. Cấu trúc điều khiển phân tán Hybrid (PLC - Microcontroller): Thay vì sử dụng toàn bộ ngõ ra của PLC S7-300 để điều khiển từng đèn LED (gây tốn kém tài nguyên module DO), đề tài đã sáng tạo giải pháp dùng PLC phát xung lệnh điều khiển tập trung đến vi điều khiển AT89S52. Vi điều khiển đóng vai trò bộ giải mã hiển thị động, giúp tiết kiệm 16 ngõ ra Digital của PLC mà vẫn tạo được hiệu ứng mô phỏng chuyển động trực quan của dòng vật liệu.
  2. Thuật toán trộn cưỡng bức 2 giai đoạn tối ưu hóa: Triển khai chu trình trộn khô phân tán hạt xi măng - cốt liệu trước khi cấp ẩm (nước + phụ gia FDN), giúp tăng độ đồng nhất của hỗn hợp bê tông lên $18%$ so với phương pháp cấp liệu xả đồng thời truyền thống.
  3. Giải pháp giám sát SCADA công nghiệp chi phí thấp: Xây dựng trọn bộ thư viện đồ họa đối tượng trạm trộn trên SIMATIC WinCC kết hợp C-Script xử lý công thức cấp phối linh hoạt, cho phép thay đổi mác bê tông chỉ bằng một thao tác click chuột, rút ngắn thời gian chuẩn bị chuyển đổi đơn hàng tới $75%$.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản ứng dụng thực tế

Hệ thống có thể chuyển giao và ứng dụng trực tiếp tại các đơn vị:

  • Trạm trộn bê tông thương phẩm công suất $30 - 60m^3/h$: Thay thế tủ điều khiển cũ rơ-le nút bấm bằng cụm PLC S7-300 và máy tính công nghiệp cài đặt WinCC Runtime, nâng cao năng suất và tính minh bạch số liệu.
  • Trung tâm đào tạo thực hành Tự động hóa & SCADA: Làm bộ kit thí nghiệm chuyên sâu cho sinh viên các ngành Kỹ thuật Điều khiển, Cơ điện tử thực hành lập trình PLC, mạng truyền thông công nghiệp và thiết kế giao diện HMI/SCADA.

Yêu cầu triển khai và Triển vọng kinh tế (ROI)

Yêu cầu hạ tầng triển khai thực tế:

  • Nguồn cấp 3 pha 380VAC $\pm 10%$, $50Hz$, nối đất an toàn ($R_{nd} < 4\Omega$).
  • Tủ điều khiển công nghiệp IP54 trang bị khởi động từ, aptomat khối MCCB, rơ-le nhiệt Schneider, máy nén khí áp suất làm việc $6-8 bar$.
  • Cảm biến Loadcell công nghiệp chuẩn OIML R60 dải đo $1 - 2$ tấn gắn kèm đầu cân điện tử truyền thông RS485/Modbus RTU hoặc ngõ ra analog 4-20mA.

Hiệu quả kinh tế dự kiến:

  • Chi phí chuyển đổi lắp ráp hệ thống điều khiển mới: khoảng 85.000.000 VNĐ.
  • Tiết kiệm hao hụt nguyên vật liệu định lượng: 1.5% tổng sản lượng cát, đá, xi măng.
  • Với trạm trộn công suất $45m^3/h$, vận hành 8h/ngày, lượng chi phí tiết kiệm do giảm hao hụt và tăng năng suất ước đạt 18.000.000 VNĐ/tháng.
  • Thời gian hoàn vốn đầu tư (ROI) ước tính chỉ từ 4.5 đến 5.5 tháng.

Hạn chế và hướng phát triển

  • Hạn chế kỹ thuật hiện tại: Mô hình phần cứng phục vụ thí nghiệm sử dụng chiết áp mô phỏng thay vì gắn trực tiếp cụm cảm biến Loadcell và phễu cân cơ khí thực tế; kết nối truyền thông SCADA sử dụng giao thức chuẩn MPI chưa nâng cấp lên Industrial Ethernet (PROFINET).
  • Hướng phát triển tiếp theo:
    1. Tích hợp module cân định lượng chuyên dụng Siemens SIWAREX FTA/U kết nối trực tiếp Loadcell để xử lý thuật toán lọc nhiễu số và tự động bù sai số rơi tự do (Free-fall compensation).
    2. Nâng cấp bộ điều khiển lên dòng PLC Siemens S7-1200 / S7-1500 lập trình trên TIA Portal V16/V17 và giám sát qua Web Server / WinCC Unified trên thiết bị di động.
    3. Bổ sung cảm biến đo độ ẩm cát tự động bằng sóng vi ba (Microwave Moisture Sensor) nhằm tự động bù lượng nước thực tế theo thời gian thực.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên ngành Điều khiển & Tự động hóa: Tiếp cận tài liệu thực tế toàn diện từ khâu thiết kế mạch phần cứng OrCAD, lập trình vi điều khiển 89S52 đến kỹ thuật lập trình PLC S7-300 và SCADA WinCC.
  • Kỹ sư vận hành và Lập trình viên SCADA: Nắm vững cấu trúc lệnh STL/LAD, các hàm C-Script xử lý tag trong WinCC và kinh nghiệm xử lý khối ngắt hệ thống OB của Siemens.
  • Chủ đầu tư và Doanh nghiệp sản xuất bê tông: Có được giải pháp tham chiếu tin cậy để nâng cấp tự động hóa trạm trộn với chi phí hợp lý, nâng cao chất lượng thành phẩm mác bê tông.

Câu hỏi thường gặp

1. Cấu hình phần cứng tối thiểu để cài đặt và vận hành hệ thống SCADA WinCC là gì?

Máy tính trạm giám sát cần trang bị CPU Intel Core i3 trở lên, RAM tối thiểu 4GB, ổ cứng SSD còn trống ít nhất 20GB, hệ điều hành Windows 7 Professional 32/64-bit hoặc Windows 10 Enterprise LTSB, trang bị cổng giao tiếp USB hoặc PCI để cắm card kết nối PC Adapter USB A2 (giao tiếp MPI/Profibus).

2. Làm thế nào để mở rộng thêm số lượng bồn cân cốt liệu (ví dụ thêm bồn đá 3, đá 4)?

Hệ thống cho phép mở rộng linh hoạt nhờ cấu trúc module của S7-300. Kỹ sư chỉ cần gắn thêm module ngõ vào tương tự (SM331 AI 8x12bit) và module ngõ ra số (SM322 DO 16x24VDC) trên thanh Rack, sau đó khai báo thêm địa chỉ I/O trong HW Config và cập nhật thêm hàm logic trong FC1.

3. Trong trường hợp mất tín hiệu kết nối giữa máy tính WinCC và PLC, hệ thống có tiếp tục hoạt động an toàn không?

Có. Toàn bộ logic điều khiển, trình tự trộn và các khóa liên động an toàn (Interlock) được nạp và thực thi độc lập bên trong bộ nhớ của CPU S7-300. Nếu mất kết nối SCADA, PLC vẫn duy trì chu kỳ trộn an toàn của mẻ hiện tại hoặc chuyển sang chế độ dừng dừng chu kỳ mẻ (Stop at end of cycle).

4. Tại sao lại lựa chọn động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc khởi động Sao - Tam giác cho các cơ cấu băng tải?

Động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc có cấu tạo cơ khí bền bỉ, giá thành thấp, ít phải bảo dưỡng trong môi trường nhiều bụi bặm của trạm trộn. Phương pháp đổi nối Sao - Tam giác ($Y/\Delta$) giúp giảm dòng khởi động xuống còn $1/3$ so với khởi động trực tiếp, bảo vệ độ bền cho lưới điện nội bộ trạm.

5. Chi phí bảo trì, bảo dưỡng định kỳ hệ thống điều khiển này như thế nào?

Hệ thống PLC S7-300 có độ bền công nghiệp cao (MTBF trên 100.000 giờ hoạt động). Chi phí bảo trì chủ yếu tập trung vào việc kiểm tra, hiệu chuẩn định kỳ đầu cân Loadcell (6 tháng/lần) và vệ sinh bụi, siết lại các cọc đấu nối domino rơ-le trong tủ điện điều khiển với kinh phí rất thấp.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Mô hình giám sát trạm trộn bê tông qua WinCC, STEP7-300" của sinh viên Huỳnh Tấn Sang dưới sự hướng dẫn của ThS. Phạm Văn Tâm đã giải quyết trọn vẹn bài toán tự động hóa quy trình trộn bê tông thương phẩm. Sự kết hợp chặt chẽ giữa phần cứng PLC Siemens S7-300, vi điều khiển trung gian và giao diện giám sát SCADA WinCC chuyên nghiệp mang lại độ tin cậy cao, khả năng kiểm soát mác bê tông chính xác và tối ưu hóa thời gian sản xuất. Đề tài không chỉ khẳng định giá trị ứng dụng thực tiễn cao trong sản xuất công nghiệp vật liệu xây dựng mà còn là tài liệu tham khảo kỹ thuật chuẩn mực cho công tác nghiên cứu và đào tạo chuyên ngành Tự động hóa.