Đề Tài: Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Giám Sát Trạm Trộn Bê Tông PLC S7-1200

Thiết kế hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông PLC chuyên nghiệp. Tìm hiểu quy trình, sơ đồ, và giải pháp tự động hóa hiệu quả cho trạm trộn.

• Tác giả: Lê Quang Nam
• Người hướng dẫn: ThS. Hà Trung Kiên
• Trường học: Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
• Chuyên ngành: Điện
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Giám Sát Dây Chuyền Trạm Trộn Bê Tông Ứng Dụng PLC S7-1200
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Hướng Dẫn Tổng Quan Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Trạm Trộn

Trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa ngành xây dựng, việc tự động hóa trạm trộn bê tông đóng vai trò then chốt. Một hệ thống điều khiển hiệu quả không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn đảm bảo chất lượng bê tông đồng đều, giảm thiểu sai sót do con người và tối ưu hóa chi phí vận hành. Trọng tâm của giải pháp này là bộ điều khiển logic khả trình (PLC), một thiết bị chuyên dụng cho phép điều khiển linh hoạt các quy trình sản xuất phức tạp. Việc thiết kế hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông PLC đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức về cơ điện tử, tự động hóa và công nghệ vật liệu xây dựng. Hệ thống này có nhiệm vụ điều phối toàn bộ hoạt động của trạm, từ khâu cấp liệu, định lượng cốt liệu (cát, đá, xi măng, nước, phụ gia) một cách chính xác, đến quá trình trộn và cuối cùng là xả bê tông thành phẩm. Sử dụng PLC, đặc biệt là các dòng phổ biến như PLC Siemens S7-1200 hoặc PLC Mitsubishi, mang lại độ tin cậy cao, khả năng vận hành bền bỉ trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt. Hơn nữa, hệ thống cho phép tích hợp dễ dàng với màn hình HMI và hệ thống SCADA cho trạm trộn, tạo ra một giao diện điều khiển trực quan, giúp người vận hành dễ dàng giám sát, cài đặt thông số và xử lý sự cố. Việc áp dụng thành công giải pháp điều khiển trạm trộn này là một bước tiến quan trọng, giúp các doanh nghiệp sản xuất bê tông thương phẩm nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường.

1.1. Sơ đồ nguyên lý trạm trộn bê tông và vai trò của PLC

Một sơ đồ nguyên lý trạm trộn bê tông điển hình bao gồm các cụm chính: cụm cấp liệu (phễu chứa, băng tải), cụm định lượng (hệ thống cân), cối trộn, silo xi măng và hệ thống điều khiển trung tâm. PLC đóng vai trò là "bộ não" của toàn bộ hệ thống. Nó nhận tín hiệu từ các cảm biến tải trọng (loadcell) tại các phễu cân xi măng, cân nước và phụ gia, cảm biến vị trí, và nút nhấn. Dựa trên thuật toán đã được lập trình PLC trạm trộn bê tông, PLC sẽ xuất tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành như động cơ băng tải, vít tải, van xả, động cơ trộn. Toàn bộ quy trình từ cân, trộn đến xả đều được tự động hóa, đảm bảo độ chính xác và tính lặp lại cao cho mỗi mẻ trộn.

1.2. Lợi ích của việc nâng cấp hệ thống điều khiển trạm trộn

Việc nâng cấp hệ thống điều khiển trạm trộn từ thủ công hoặc bán tự động lên hệ thống PLC mang lại nhiều lợi ích vượt trội. Thứ nhất, độ chính xác trong khâu định lượng được cải thiện đáng kể, giúp chất lượng bê tông luôn ổn định và đạt đúng mác thiết kế. Thứ hai, năng suất trạm tăng lên do thời gian chu kỳ mỗi mẻ trộn được rút ngắn và tối ưu hóa. Thứ ba, hệ thống cho phép quản lý mẻ trộn và lưu trữ dữ liệu, tạo ra các báo cáo sản xuất bê tông chi tiết, phục vụ cho việc quản lý chất lượng và tối ưu hóa sản xuất. Cuối cùng, khả năng giám sát trạm trộn từ xa giúp các nhà quản lý có thể theo dõi hoạt động của trạm mọi lúc, mọi nơi, nâng cao hiệu quả quản lý tổng thể.

II. Thách Thức Khi Điều Khiển Trạm Trộn Bê Tông Kiểu Cũ

Các hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông truyền thống, dựa trên rơ-le hoặc vận hành thủ công, tồn tại nhiều nhược điểm cố hữu, gây ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm. Thách thức lớn nhất là độ chính xác thấp trong khâu định lượng cốt liệu. Việc cân đo thủ công hoặc bằng các cơ cấu cơ khí đơn giản thường dẫn đến sai số lớn, khiến tỷ lệ thành phần trong mỗi mẻ trộn không đồng đều. Điều này làm cho mác bê tông không ổn định, ảnh hưởng đến uy tín của nhà cung cấp. Một vấn đề khác là năng suất thấp và phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của người vận hành. Quy trình vận hành thủ công tốn nhiều thời gian và công sức, khó có thể đáp ứng các đơn hàng lớn với tiến độ gấp. Hơn nữa, việc quản lý và truy xuất dữ liệu sản xuất gần như là không thể. Không có hệ thống ghi nhận tự động, việc tạo báo cáo sản xuất bê tông hay truy vết chất lượng một mẻ trộn cụ thể khi có sự cố trở nên vô cùng khó khăn. Các tủ điện điều khiển trạm trộn bê tông kiểu cũ thường phức tạp, cồng kềnh, khó sửa chữa và bảo trì hệ thống điều khiển trạm trộn khi xảy ra lỗi. Khả năng mở rộng hay nâng cấp hệ thống điều khiển trạm trộn cũng rất hạn chế, không thể tích hợp các công nghệ mới như giám sát từ xa hay quản lý sản xuất thông minh. Những hạn chế này là động lực chính thúc đẩy sự ra đời của các giải pháp điều khiển trạm trộn hiện đại sử dụng PLC.

2.1. Sai số trong hệ thống cân xi măng cân nước và phụ gia

Trong các hệ thống cũ, việc cân xi măng và cân nước và phụ gia thường thiếu chính xác. Sai số có thể đến từ thiết bị cân cơ khí, sự cảm quan của người vận hành, hoặc sự thiếu đồng bộ giữa các khâu. Chỉ một sai lệch nhỏ trong lượng xi măng hoặc phụ gia cũng có thể làm thay đổi hoàn toàn tính chất cơ học và thời gian đông kết của bê tông, dẫn đến sản phẩm không đạt tiêu chuẩn. Vấn đề này được giải quyết triệt để khi sử dụng cảm biến tải trọng (loadcell) kết hợp với PLC, cho phép định lượng với độ chính xác cao.

2.2. Khó khăn trong việc quản lý mẻ trộn và giám sát sản xuất

Việc quản lý mẻ trộn một cách hệ thống là bất khả thi với phương pháp thủ công. Người vận hành không thể theo dõi chính xác số lượng mẻ đã sản xuất, khối lượng mỗi mẻ, hay thời gian sản xuất. Điều này gây khó khăn cho công tác quản lý kho, lên kế hoạch sản xuất và báo cáo cho khách hàng. Hơn nữa, không có khả năng giám sát trạm trộn từ xa, ban lãnh đạo không thể nắm bắt tình hình hoạt động của nhà máy một cách kịp thời để đưa ra các quyết định điều hành chính xác.

III. Phương Pháp Thiết Kế Phần Cứng Hệ Thống Điều Khiển PLC

Việc thiết kế phần cứng là nền tảng cho một hệ thống điều khiển trạm trộn ổn định và đáng tin cậy. Quá trình này bắt đầu bằng việc lựa chọn bộ điều khiển trung tâm. PLC Siemens S7-1200 thường được ưu tiên lựa chọn cho các trạm trộn công suất vừa và nhỏ nhờ hiệu năng mạnh mẽ, chi phí hợp lý và hệ sinh thái phần mềm TIA Portal đồng bộ. Dựa trên sơ đồ nguyên lý trạm trộn bê tông, các ngõ vào/ra (I/O) cần thiết sẽ được xác định. Các tín hiệu đầu vào bao gồm tín hiệu analog từ cảm biến tải trọng (loadcell) ở các cân, tín hiệu digital từ các công tắc hành trình, nút nhấn, cảm biến báo mức. Tín hiệu đầu ra sẽ điều khiển các contactor, rơ-le để đóng ngắt động cơ, van điện từ. Tiếp theo là công đoạn thiết kế tủ điện điều khiển trạm trộn bê tông. Tủ điện cần được bố trí khoa học, bao gồm PLC, các module mở rộng, bộ nguồn, aptomat, rơ-le trung gian, contactor và cầu đấu dây. Việc thiết kế mạch động lực và mạch điều khiển phải tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn điện, đảm bảo bảo vệ quá tải, ngắn mạch cho các thiết bị. Đặc biệt, việc sử dụng biến tần cho trạm trộn để điều khiển tốc độ băng tải hoặc vít tải giúp quá trình cấp liệu diễn ra êm ái và chính xác hơn, đặc biệt ở giai đoạn cấp liệu tinh gần đạt khối lượng cài đặt. Toàn bộ hệ thống phần cứng này tạo thành một thể thống nhất, sẵn sàng cho việc lập trình PLC trạm trộn bê tông.

3.1. Lựa chọn PLC Siemens S7 1200 và các module tương thích

Dòng PLC Siemens S7-1200, ví dụ CPU 1214C, được đánh giá cao nhờ tích hợp sẵn cổng PROFINET, các ngõ vào ra digital và analog tốc độ cao. Theo tài liệu nghiên cứu "Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát dây chuyền trạm trộn bê tông ứng dụng PLC S7-1200", việc lựa chọn CPU cần dựa trên số lượng I/O và yêu cầu xử lý. Nếu số lượng I/O vượt quá số chân có sẵn trên CPU, các module mở rộng (Signal Module - SM) sẽ được sử dụng để bổ sung các ngõ vào/ra digital và analog, đảm bảo hệ thống có thể kết nối với tất cả các cảm biến và cơ cấu chấp hành của trạm.

3.2. Thiết kế mạch động lực và tích hợp biến tần cho trạm trộn

Sơ đồ mạch động lực là trái tim của hệ thống, cung cấp nguồn cho các động cơ công suất lớn như động cơ cối trộn, băng tải, vít tải. Việc tính toán và lựa chọn aptomat, contactor, rơ-le nhiệt phải dựa trên công suất và dòng định mức của từng động cơ. Đối với các động cơ lớn, giải pháp khởi động mềm hoặc khởi động sao-tam giác được áp dụng để giảm dòng khởi động, bảo vệ hệ thống lưới điện. Việc tích hợp biến tần cho trạm trộn giúp điều khiển chính xác tốc độ động cơ băng tải, cho phép chạy chậm lại khi gần đủ khối lượng, từ đó tăng độ chính xác cho khâu định lượng cốt liệu.

IV. Bí Quyết Lập Trình PLC và Xây Dựng Hệ Thống SCADA Cho Trạm

Phần mềm là linh hồn của hệ thống, quyết định sự thông minh và linh hoạt trong vận hành. Quá trình này bao gồm hai phần chính: lập trình PLC trạm trộn bê tông và thiết kế giao diện giám sát điều khiển trên màn hình HMI hoặc máy tính (SCADA). Đầu tiên, cần xây dựng thuật toán điều khiển chi tiết cho hai chế độ: tự động và bằng tay. Ở chế độ tự động, chương trình sẽ thực hiện tuần tự các bước: kiểm tra điều kiện an toàn, cân và cấp liệu theo công thức đã cài đặt, trộn theo thời gian quy định, và cuối cùng là xả bê tông. Thuật toán xử lý tín hiệu từ cảm biến tải trọng (loadcell) là cực kỳ quan trọng, cần có cơ chế trừ bì và xử lý nhiễu để đảm bảo độ chính xác cao nhất. Việc lập trình PLC thường được thực hiện trên phần mềm TIA Portal của Siemens, sử dụng ngôn ngữ Ladder (LAD) hoặc Function Block Diagram (FBD) trực quan. Chương trình cần được cấu trúc thành các khối hàm (Function Block, Function) để dễ quản lý, gỡ lỗi và tái sử dụng. Song song đó, việc thiết kế phần mềm điều khiển trạm trộn bê tông trên giao diện HMI/SCADA giúp người vận hành tương tác với hệ thống. Giao diện cần hiển thị đầy đủ trạng thái hoạt động của thiết bị, giá trị cân thực tế, cho phép cài đặt công thức mẻ trộn, xem đồ thị, cảnh báo lỗi và truy xuất báo cáo sản xuất bê tông. Một hệ thống SCADA cho trạm trộn hoàn chỉnh còn cho phép giám sát trạm trộn từ xa qua mạng internet, mang lại hiệu quả quản lý tối ưu.

4.1. Xây dựng thuật toán điều khiển chế độ tự động và bằng tay

Thuật toán cho chế độ tự động là một chu trình khép kín. PLC sẽ đọc công thức mẻ trộn từ HMI, sau đó tuần tự ra lệnh cho các van, băng tải, vít tải hoạt động để cân đủ khối lượng cát, đá, xi măng, nước và phụ gia. Sau khi tất cả nguyên liệu đã vào cối trộn, động cơ trộn sẽ hoạt động trong một khoảng thời gian cài đặt trước. Cuối cùng, van xả sẽ mở để đưa bê tông thành phẩm ra ngoài. Chế độ bằng tay cho phép người vận hành điều khiển riêng lẻ từng thiết bị, phục vụ cho mục đích kiểm tra, sửa chữa và bảo trì hệ thống điều khiển trạm trộn.

4.2. Thiết kế giao diện giám sát trên màn hình HMI và SCADA

Giao diện trên màn hình HMI được thiết kế trực quan với sơ đồ mô phỏng toàn bộ trạm trộn. Người vận hành có thể thấy rõ trạng thái ON/OFF của động cơ, trạng thái đóng/mở của các van, khối lượng vật liệu thực tế trong các phễu cân. Các nút nhấn ảo cho phép khởi động/dừng hệ thống, chuyển đổi chế độ, cài đặt thông số. Hệ thống cảnh báo sẽ hiển thị các thông báo lỗi ngay trên màn hình, giúp xử lý sự cố nhanh chóng. Đối với hệ thống SCADA cho trạm trộn, các tính năng cao cấp hơn như lưu trữ dữ liệu dài hạn, vẽ đồ thị xu hướng, quản lý đơn hàng và tạo báo cáo tự động được tích hợp, biến nó thành một công cụ quản lý sản xuất mạnh mẽ.

V. Kết Quả Ứng Dụng Và Mô Phỏng Hệ Thống Điều Khiển Trạm Trộn

Việc ứng dụng giải pháp điều khiển trạm trộn dựa trên PLC mang lại những kết quả tích cực và có thể đo lường được. Thông qua các dự án thực tế và kết quả mô phỏng từ các đề tài nghiên cứu, hiệu quả của hệ thống được thể hiện rõ rệt. Quá trình mô phỏng trên phần mềm TIA Portal và WinCC cho thấy hệ thống hoạt động ổn định, đáp ứng đúng theo thuật toán đã thiết kế. Chế độ tự động thực hiện chính xác chu trình trộn, từ khâu định lượng cốt liệu đến khi xả thành phẩm. Sai số của hệ thống cân, khi sử dụng cảm biến tải trọng (loadcell) chất lượng cao và thuật toán xử lý tín hiệu tốt, có thể giảm xuống dưới 1%, đảm bảo chất lượng bê tông đồng đều giữa các mẻ. Hiệu suất của trạm trộn được cải thiện rõ rệt. Thời gian cho một chu trình trộn được tối ưu hóa, giúp tăng sản lượng bê tông trong một ngày làm việc. Hệ thống quản lý mẻ trộn thông minh cho phép lưu trữ hàng trăm công thức (mác bê tông) khác nhau, người vận hành chỉ cần chọn công thức và nhấn nút khởi động. Dữ liệu từ mỗi mẻ trộn, bao gồm khối lượng thực tế của từng thành phần, thời gian trộn, thời gian sản xuất, đều được tự động ghi lại. Điều này tạo cơ sở để xuất các báo cáo sản xuất bê tông chi tiết, phục vụ công tác kiểm soát chất lượng và đối soát với khách hàng. Khả năng cảnh báo lỗi và giám sát trạm trộn từ xa cũng là một thành công lớn, giúp giảm thời gian chết của máy và nâng cao hiệu quả quản lý.

5.1. Phân tích hiệu quả quản lý mẻ trộn và báo cáo sản xuất

Hệ thống cho phép quản lý mẻ trộn một cách khoa học. Mỗi công thức được gán một mã riêng, và mỗi mẻ sản xuất được đánh số thứ tự cùng với dấu thời gian. Dữ liệu này được lưu trong bộ nhớ PLC hoặc cơ sở dữ liệu trên máy tính SCADA. Người quản lý có thể dễ dàng truy xuất lịch sử sản xuất, lọc dữ liệu theo ngày, theo khách hàng hoặc theo mác bê tông. Chức năng báo cáo sản xuất bê tông có thể tự động tạo ra các file báo cáo theo mẫu định sẵn, giúp tiết kiệm thời gian và công sức so với việc ghi chép thủ công.

5.2. Đánh giá khả năng bảo trì và nâng cấp hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển dựa trên PLC có cấu trúc module hóa, giúp việc bảo trì hệ thống điều khiển trạm trộn trở nên dễ dàng. Khi một thiết bị (ví dụ một module I/O) bị lỗi, kỹ thuật viên có thể nhanh chóng thay thế mà không ảnh hưởng nhiều đến toàn bộ hệ thống. Chương trình PLC được lưu trữ và có thể sao lưu, dễ dàng nạp lại khi cần thiết. Hơn nữa, khả năng nâng cấp hệ thống điều khiển trạm trộn rất linh hoạt. Có thể dễ dàng thêm các tính năng mới như kết nối với phần mềm kế toán, quản lý vật tư, hoặc tích hợp các cảm biến độ ẩm để tự động điều chỉnh lượng nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ HỆ THỐNG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 1.1 Tổng quan về bê tông. Trong bê tông, chất kết dính (xi măng + nước, nhựa đường, phụ gia…) làm vai trò liên kết các cốt liệu thô (đá, sỏi,…đôi khi sử dụng vật liệu tổng hợp trong bê tông nhẹ) và cốt liệu mịn (thường là cát, đá mạt, đá xay,…) và khi đóng rắn, làm cho tất cả thành một khối cứng như đá.” Có nhiều loại bê tông tùy thuộc vào thành phần của hỗn hợp. Tỉ lệ mỗi thành phần cát, đá, xi măng… khác nhau sẽ tạo ra những loại bê tông khác nhau. Để phân biệt các loại bê tông, người ta sử dụng khái niệm “mác bê tông”.

Khái niệm về mác bê tông. Trong kết cấu xây dựng, bê tông chịu nhiều tác động khác nhau: chịu nén, uốn, kéo, trượt, trong đó chịu nén là ưu thế lớn nhất của bê tông. Do đó, người ta thường lấy cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê tông, gọi là “Mác bê tông”. Mác bê tông được phân loại từ 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500 và 600.

Khi nói rằng “mác bê tông 400” chính là nói tới ứng suất nén phá hủy của mẫu bê tông kích thước tiêu chuẩn, được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn, được nén ở tuổi 28 ngày, đạt 400 Kg/cm².1 Phân loại bê tông. - Bê tông thường: cường độ từ 150 – 1400 daN/cm2. - Bê tông chất lượng cao: cường độ từ 500 – 1400 daN/cm2. Trong xây dựng cầu đường thường sử dụng bê tông có cường độ khoảng 250 – 400 daN/cm2 hoặc lớn hơn.

Theo loại chất kết dính. Bê tông xi măng, bê tông silicat (chất kết dính là vôi), bê tông thạch cao, bê tông polime, bê tông đặc biệt (dùng chất kết dính đặc biệt). 12 Theo cốt liệu. Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu rỗng, bê tông cốt liệu đặc biệt (chất phóng xạ, chịu nhiệt, chịu axit), bê tông keramdit, bê tông cốt thép.

Theo khối lượng thể tích.1: Phân loại bê tông theo khối lượng thể tích. Loại bê γb (Kg/m3) Ghi chú tông Bê tông Chế tạo từ cốt liệu đặc biệt nặng dùng cho kết đặc biệt > 2500 cấu đặc biệt. nặng Bê tông Chế tạo từ cát sỏi bình thường, dùng cho kết cấu 1800 – 2500 nặng chịu lực. Trong đó gồm có bê tông nhẹ cốt liệu rỗng (nhân tạo hay tự nhiên), bê tông tổ ong (bê tông Bê tông 500 – 1800 khí và bê tông bọt), chế tạo từ hỗn hợp chất kết nhẹ dính, nước, cấu tử silic nghiền mịn và chất tạp rồng, bê tông hốc lớn (không có cốt liệu nhỏ).

Bê tông đặc biệt < 500 Cũng là loại bê tông tổ ong và bê tông cốt liệu rỗng. nhẹ Theo công dụng. Bê tông thường được dùng trong các kết cấu cầu bê tông cốt thép (móng, cột, dầm, sàn…), bê tông thủy công, dùng để xây đập, âu thuyền, phủ lớp mái kênh các công trình dẫn nước, bê tông đường, sân bay, bê tông kết cấu bao che (thường là bê tông nhẹ), bê tông đặc biệt, bê tông chịu nhiệt, chịu axit, bê tông chống phóng xạ.2 Các thành phần cốt liệu của bê tông tươi. Chất kết dính (xi măng).

Trong sản xuất bê tông việc lựa chọn xi măng là đặc biệt quan trọng , có nhiều loại xi măng khác nhau, xi măng mác càng cao thì khả năng kết dính càng tốt và làm chất lượng thiết kế bê tông tăng lên, tuy nhiên giá thành của xi măng mác 13 cao rất lớn. Vì vậy, khi thiết kế bê tông vừa phải đảm bảo chất lượng đúng yêu cầu kỹ thuật và vừa phải giải quyết bài toán kinh tế. Đây là thành phần chủ chốt chiếm tới 80% thể tích và có ảnh hưởng lớn đến các tính chất của hỗn hợp bê tông tươi, đến độ bền lâu cũng như là đến giá thành của sản phẩm. Nước dùng trong sản xuất bê tông phải đáp ứng đủ tiêu chuẩn để không ảnh hưởng đến khả năng đông kết của bê tông và chống ăn mòn kim loại.

Các chất phụ gia. Hiện nay thì có thể thấy các loại phụ gia được sử dụng như phụ gia hóa học, phụ gia hóa dẻo, phụ gia cuốn khí, phụ gia đóng rắn nhanh, phụ gia chống băng giá, phụ gia làm chặt cấu trúc của bê tông, phụ gia làm chậm thời gian đông kết… Bảng 1.2: Thành phần tỉ lệ các cốt liệu theo mác bê tông.3 Quá trình đông cứng của bê tông và biện pháp bảo quản. Quá trình đông cứng của bê tông phụ thuộc vào quá trình đông cứng của xi măng, thời gian đông kết bắt đầu không sớm hơn 45 phút. Vì vậy sau khi trộn bê tông xong cần phải đổ ngay để tránh hiện tượng vữa xi măng bị đông cứng trước khi đổ.

Thời gian từ lúc bê tông ra khỏi máy trộn đến lúc đổ xong một lớp bê tông (không tính phụ gia) không quá 90 phút khi dùng xi măng pooclang và không quá 110 phút khi dùng xi măng pooclang xi, tro núi lửa, xi măng pupơlan. Thời gian vận chuyển cho phép của bê tông (không có phụ gia): 14 Bảng 1.3: Thời gian cho phép vận chuyển bê tông theo từng mức nhiệt độ.4 Ứng dụng của bê tông Bê tông được biết đến là một loại vật liệu xây dựng phổ biến bởi nó có độ cứng cao, bền bỉ, dễ ứng dụng, dễ thích nghi và giá thành phải chăng. Vật liệu này được sử dụng trong nhiều công trình như: - Xây dựng nhà dân dụng, nhà cao tầng, trung tâm thương mại,… - Xây dựng đường cao tốc, các cấu trúc nổi. - Xây dựng đường hầm thủy điện, kênh thủy lợi, cống và các trúc đúc sẵn khác.

- Xây dựng các nhà máy điện hạt nhân - Công trình biển, bể chứa công nghiệp - Hệ thống thoát nước,… 1. Tổng quan về trạm trộn bê tông Hiện nay trên thị trường có hai loại trạm trộn chính: trạm trộn bê tông nhựa nóng và trạm trộn bê tông xi măng. Trạm trộn bê tông nhựa nóng: dùng để sản xuất bê tông từ hỗn hợp nhựa đường (hắc ín), đá, chất phụ gia…, nó được ứng dụng phổ biến trong xây dựng đường xá, các công trình giao thông, cầu, cảng… được rải lên bề mặt.1: Trạm trộn bê tông nhựa nóng. 15 Trạm trộn bê tông xi măng: Ứng dụng rộng rãi trong đời sống hiện nay nhất là trong lĩnh vực xây dựng, bê tông được sản xuất từ hỗn hợp cát, đá, xi măng, nước và phụ gia.2: Trạm trộn bê tông xi măng.1 Giới thiệu trạm trộn bê tông xi măng.

Trạm trộn bê tông xi măng là một trong những loại máy xây dựng thuộc nhóm máy sản xuất có công dụng chính để sản xuất bê tông tươi – hay còn gọi là bê tông thương phẩm. Khi đưa các thành phần cốt liệu của bê tông như xi măng, cát, sỏi, nước và các phụ gia khác vào trạm trộn có nhiệm vụ đảo đều hỗn hợp này tạo ra vữa bê tông xi măng tươi.2 Phân loại trạm trộn bê tông xi măng. Trạm trộn bê tông hiện nay có 2 loại chính là trạm trộn bê tông xi măng và trạm trộn bê tông nhựa nóng. Hai loại này lại được chia ra các loại trạm trộn có công suất khác nhau như : trạm trộn công suất 30m3/h, 45m3/h , 60m3/h, 90m3/h , 120m3/h….3 Cấu tạo chung của trạm trộn bê tông xi măng.

Bộ phận cung cấp nguyên vật liệu. Đây là nơi chứa các vật liệu thô: đá, cát, sỏi, xi măng, phụ gia khác được tập kết bên ngoài trước khi đem vào cối trộn. Các vật liệu được chứa riêng trong các phễu cấp liệu, khi tiến hành chạy máy móc sẽ tính toán lượng vật liệu vừa đủ theo lệnh từ trạm điều khiển trung tâm. Sau khi cân các vật liệu xong, sẽ được chuyển đến cối trộn bằng băng tải hoặc tời kéo.

16 Hệ thống định lượng. Dùng để cân đo các khối lượng vật liệu theo thể tích cối trộn hoặc theo một tỷ lệ chuẩn để đưa ra những mẻ bê tông chất lượng, đúng tiêu chuẩn.4: Các phương pháp định lượng. Định lượng theo thể tích Định lượng theo khối lượng Vật liệu được xả vào bàn cân, trên bàn cân có gắn thiết bị cảm biến, tín Vật liệu được xả vào trong hiệu nhận từ cảm biến được xử lý bởi Nguyên thùng chưa có thể tích phù hợp máy tính sau đó kết quả được hiển thị lý với thể tích vật liệu cho một trên bộ chỉ thị. Ở đây cát, đá, nước, mẻ trộn.

phụ gia và xi măng được định lượng độc lập. Ưu Định lượng vật liệu có độ chính xác điểm cao. Kết cấu đơn giản, giá thành Hiện nay người ta thường dùng rẻ. phương pháp định lượng kiểu khối lượng là chủ yếu.

Nhược Định lượng thành phần cốt liệu điểm thiếu chính xác dẫn đến chất Kết cấu phức tạp, giá thành cao. lượng bê tông không được đảm bảo. Thiết bị trộn. Dùng để trộn hỗn hợp các nguyên liệu và xả ra xe bồn.

Thường sử dụng động cơ để quay trộn bê tông. VD: như trạm trộn công suất 60m3/h thì cần sử dụng máy trộn JS1000, trạm có công suất 35 m3/h thì chỉ cần sử dụng máy trộn JS750 …Và những máy này đều là máy trộn bê tông cưỡng bức 2 trục ngang song song. Hệ thống điều khiển. Hệ thống điều khiển được phân làm ba loại chính: điều khiển truyền động điện, điều khiển truyền động khí nén và điều khiển truyền động thủy lực.

Hệ thống điều khiển này sẽ giúp trạm trộn đóng mở các cửa phối xả như mong muốn. Kết cấu phụ. 17 Kết cấu thép dùng để làm giá đỡ cho các cụm ở trên được chắc chắn, đảm bảo an toàn khi vận hành và sản xuất.3: Kết cấu giá đỡ thép.4 Nguyên lý hoạt động. Trạm trộn bê tông xi măng nhìn chung hoạt động theo nguyên lý sau: Hầu hết các trạm trộn bê tông xi măng tự động hiện nay đều hoạt động theo quy trình và nguyên tắc dưới đây: - Nhập đầu vào về thông tin, khối lượng, tỷ lệ để tạo một mẻ bê tông như mong muốn vào hệ thống điều khiển.

- Bật nguồn công tác cho hệ thống tự động hoạt động - Định lượng các vật liệu theo tiêu chuẩn cần thiết. Đầu tiên là quá trình cấp liệu cho hệ thống trạm trộn: Xi măng được lữu trữ trong các silo, cát, đá, sỏi được băng tải hoặc tời kéo vận chuyển đổ đầy vào các phễu cấp liệu. Tiếp theo, người điều khiển cần thiết lập các thông số về tỉ lệ cấp liệu vào hệ thống điều kiển tự động. Khi bắt đầu vận hành, hệ thống sẽ lấy vào nguyên vật liệu theo tỉ lệ đã được định sẵn.

Sau đó vật liệu được đưa lên cối trộn, tại đây vật liệu cát, đá, sỏi, xi măng và phụ gia được hòa trộn với nước.