Chương 1: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH TRẠM TRỘN BÊ TÔNG KHÔ. Tổng quan về nhiệm vụ đồ án: Giới thiệu: TRẠM TRỘN BÊ TÔNG TƯƠI 60 m3/giờ. CÁC THIẾT BỊ CHÍNH: 1. Giới thiệu chung: Trạm trộn Bê tông 60 m3/giờ dùng để làm đều hỗn hợp phối liệu trong các dây chuyền sản xuất vật liệu xây dựng bằng phương pháp trộn trên máy trộn ngang 2 trục, để sản xuất bê tông tươi, phục vụ trong nhu cầu xây dựng dân dụng và công nghiệp.
Trạm có hệ thống cân đong tự động được điều khiển bằng máy vi tính để tạo ra sản phẩm bê tông với các chủng loại khác nhau. Các thiết bị chính: TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT GIÁ SỐ TRỊ LƯỢNG 01 BUN KE HỖN HỢP m3 27 01 D x R x C = 9.000 02 BĂNG TẢI CHUYỂN LIỆU m 10 01 B = 800 , L = 10.700 V = 28m/ph 04 MÁY TRỘN NGANG 2 TRỤC m3 1,5 01 D = 1.500 05 XYLÔ CHỨA XI MĂNG tấn 40 02 D = 2.000 06 THÙNG ĐỊNH LƯỢNG CÂN kg 600 01 XIMĂNG D x R x C = 900 x 700 x 1.700 07 THÙNG ĐỊNH LƯỢNG CÂN kg 250 01 NƯỚC D = 600 , H = 1.200 08 VÍT TẢI CÂP XIMĂNG m 10 02 D = 250 , t = 250, H = 10.000 09 MÁY NÉN KHÍ, ÁP SUẤT Kg/cm2 8 01 10 HỆ THỐNG CÂN TỰ ĐỘNG Bộ 1 01 11 MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN Bộ 1 01 4 II. HỆ TỰ ĐỘNG ĐỊNH LƯỢNG VÀ ĐIỀU KHIỂN. Giới thiệu chung: Hệ thống định lượng và điều khiển trong trạm trộn bê tông được điều khiển hoàn toàn tự động.
Tất cả các quá trình điều khiển và quản lý số liệu được thực hiện bằng máy vi tính. Toàn bộ hệ thống bao gồm 3 hệ thống cân: Hệ thứ nhất: Cân cộng dồn 3 thành phần hỗn hợp gồm : Cát, đá 1, đá 2. Hệ thứ hai: Cân cộng dồn phụ gia và nước. Hệ thứ ba: Cân xi măng.
Toàn bộ hệ thống là một hệ thống cân động hiện đại, có mức độ tự động cao, ứng dụng các kỹ thuật tiên tiến với các thiết bị. Các đầu cân điện tử chính xác được sản xuất ở các nước G7. Các bộ khuếch đại và hiển thị chính xác của hãng Siemens, Cộng hoà Liên bang Đức. Các tín hiệu cân được số hóa.
Các bộ lập trình PLC của hãng Siemens. Thiết bị dễ sử dụng, làm việc ổn định và phù hợp với điều kiện khí hậu nước ta. Các thông số kỹ thuật: Các thành phần cân định lượng: 5 Trọng lượng tối đa của cân hỗn hợp: 3. Trọng lượng tối đa của cân xi măng: 700kg.
Trọng lượng tối đa của cân nước và phụ gia: 350kg. Điều khiển định lượng bằng máy tính. Cho phép đặt trước nhiều loại Bê tông, có thể thay đổi định mức tùy ý. 5 Khi đủ số mẻ trộn, máy tính tự động in hóa đơn xuất hàng và lập chu trình cho xe lấy bê tông tiếp theo.
Có khả năng lưu trữ để xem và in khối lượng các thành phần của từng mẻ trộn trong ngày. Tự động điều khiển xe skip và thùng trộn. Có chế độ làm việc bằng tay cho cả hệ. Hiện số trọng lượng thực của 3 cân điện tử trên bàn điều khiển ở cả chế độ tự động và bằng tay.
Có hệ thống bảo vệ cho các thiết bị chấp hành khi vượt quá dòng tải cho phép hoặc khi mật một pha điện. Nhiệt độ làm việc cho phép: 00C đến 400C. Độ ẩm tối đa cho phép: 85%.Tóm tắt nguyên lý hoạt động: Thiết bị gồm 3 phần chính: phần định lượng, phần điều khiển xe Skip và phần điều khiển thùng trộn. Điều khiển toàn bộ hệ thống bằng máy vi tính thông dụng kết hợp với bộ điều khiển PLC tạo thành thiết bị điều khiển quá trình công nghệ trong thời gian thực theo một chương trình đặt trước.
Ngoài ra máy tính cũng cho phép ta lưu trữ và xử lý số liệu khi cần thiết. Phần định lượng: Khối này gồm 3 cân điện tử chính xác và hệ thống chấp hành như: các van điện từ khí nén, vít tải, bơm nước, bơm phụ gia để điều khiển việc cân tự động theo các khối lượng định mức đặt trước. Ngoài ra khối này còn có nhiệm vụ tự động bù sai số cân bằng cách ghi lại sai số của mẻ trước để quyết định điều khiển cân ở mẻ sau sao cho sai số là nhỏ nhất. Phần điều khiển xe Skip: Trong chế độ tự động, khối này nhận các tín hiệu điều khiển từ khối định lượng và các thông tin về trạng thái thùng trộn để từ đó ra các quyết định đúng cho xe Skip, bao gồm các chuyển động: lên, xuống, dừng, đổ liệu cho phù hợp với chương trình điều khiển chung.
Phần điều khiển thùng trộn: Khối này có nhiệm vụ tự động tính thời gian trộn khi các vật liệu được đổ vào thùng, tự động xả bêtông khi trộn xong. Nó cung cấp cho khối điều khiển xe Skip các thông tin quan trọng sau: Thông tin về tình trạng của thùng, thông tin báo thùng trộn đang quay. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BÊ TÔNG. Bê tông là loại vật liệu đá nhân tạo nhận đuợc bằng cách đổ khuôn và làm rắn chắc một hỗn hợp của chất kết dính (xi măng), cốt liệu (cát, sỏi hay đá dăm) và phụ gia.
Hỗn hợp nguyên liệu mới đuợc nhào trộn xong gọi là hỗn hợp bê tông. Một hỗn hợp bê tông xi măng chiếm 8% - 15%, cốt liệu chiếm 80% - 85%. Ngoài ra còn có thêm vào phụ gia để thỏa mãn yêu cầu đặt ra. Có nhiều loại bê tông tùy thuộc vào thành phần cát, đá, xi măng, nuớc.
Mỗi thành phần cát, đá, xi măng khác nhau sẽ tạo thành nhiều loại Mác bê tông khác nhau. Trong lĩnh vực xây dựng, bê tông là một nguyên vật liệu vô cùng quan trọng, chất lượng của bê tông có thể đánh giá đuợc chất lượng của toàn bộ công trình. Do đó, việc xác định chính xác khối lượng từng nguyên vật liệu có trong thành phần bê tông cũng chính là việc xác định chất luợng của nó. Vì vậy, nhiệm vụ cân trộn bê tông được đề ra.
Trong luận văn này chỉ mô tả một hệ thống cân cát, đá, xi măng hoàn toàn tự động theo Mác đã được định sẵn. Nhiệm vụ chủ yếu là khối lượng nguyên liệu cân cần phải chính xác với khối lượng đặt, cảm biến được sử dụng xác định trọng lượng là loadcell. Những công trình xây dựng khác nhau cần có những loại bê tông khác nhau để thích ứng với môi trường xung quanh. Ví dụ như bê tông dùng để xây dựng nhà cao tầng thì yêu cầu chất lượng cao, khả năng chịu nén tốt.
Bê tông dùng để đúc các trụ cầu cần phải có chất phụ gia chóng đông và phải có độ bền cao trong môi trường nước. Loại bê tông được xác định dựa vào tỉ lệ pha trộn các thành phần. - Xác định loại xi măng. - Xác định thành phần cát, đá.
- Xác định tỉ lệ nước. Vì vậy, để điều khiển một hệ thống trộn thực tế cầ phải kết hợp nhiều vấn đề từ cơ khí, kỹ thuật xây dựng đến điều khiển. 8 Vấn đề được đặt ra ở đây là cũng có nhiều cách thiết kế mô hình sản xuất phù hợp với yêu cầu sản xuất như: cường độ và tính chất yêu cầu khác nhau của bê tông và hỗn hợp của bê tông, đặc tính của nguyên vật liệu sử dụng, đặc điểm và điều kiện làm việc của kết cấu. Một số mô hình trạm trộn bê tông thưc tế: Trạm trộn bê tông ướt: Trạm trộn bê tông khô: 9 Trạm trộn bê tông di động và bán di động : Các thành phần cấu tạo bê tông: - Xi măng: là hợp chất kết dính vô cơ rắn trong nước, là loại bột mịn.
Tùy vào lượng các thành phần hóa học mà qui định xi măng thành các loại Mác khác nhau. Việc chọn Mác bê tông được thực hiện theo đặc tính yêu cầu của nghành xây dựng. 10 - Đá dăm: có nhiều loại được qui định bằng kích cỡ đá 10x20, 20x30,… (mm). Tùy thuộc vào loại Mác bê tông và yêu cầu của sản phẩm mà chọn loại đá cho phù hợp.
Trong thành phần bê tông đá dăm chiếm khoảng 52%. - Cát: trong việc chế tạo bê tông có thể dùng cát thiên nhiên hay cát nhân tạo. Kích thước hạt cát từ 0. Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, thành phần tạp chất, thành phần hạt,….
Trong thành phần của bê tông cát chiếm khoảng 29%. - Phụ gia: thường có 2 loại: loại rắn nhanh và loại hoạt động bề mặt. Phụ gia rắn nhanh thường là các loại muối gốc Clo hoặc là các loại hỗn hợp của chúng. Do làm tăng nhanh quá trình thủy hóa mà phụ gia rắn nhanh có khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc của bê tông trong điều kiện tự nhiên và ở tuổi 28 ngày.
Phụ gia hoạt động bề mặt mặc dù sử dụng một lượng nhỏ nhưng có khả năng cải thiện đáng kể tính chất của hỗn hợp bê tông và tăng cường nhiều tính chất khác nhau của bê tông. Hiện nay, trong công nghệ bê tông người ta còn sử dụng phụ gia đa chức năng – hỗn hợp của phụ gia rắn nhanh và phụ gia hoạt động - Nước: để chế tạo bê tông phải có đủ phẩm chất để không ảnh hưởng xấu đến thời gian liên kết và rắn chắc của xi măng và không gây ăn mòn cốt thép. Chất lượng của nước được đánh giá bằng phân tích hóa học. Ngoài ra, về mặt định tính cũng có thể đánh giá bằng so sánh cường độ của bê tông chế tạo bằng nước uống được và nước nghi ngờ.
Hỗn hợp bê tông được chuẩn bị tại các trạm trộn. Quá trình thi công bao gồm các khâu: cân đo, nhào trộn, vận chuyển. Để tạo ra một sản phẩm bê tông thì nhà sản xuất phải biết được nhu cầu thiết kế thành phần của nó. Thiết kế thành phần bê tông là lựa chọn tỉ lệ hợp lý các nguyên vật liệu thành phần ( nước, xi măng, cát, đá ) cho 1m3 bê tông sao cho đảm bảo các nhu cầu kỹ thuật và kinh tế.
Sai số cho phép khi cân đong: đối với xi măng ±1%, đối với cốt liệu ±2%. Khi cân phải chú ý đến độ ẩm của cốt liệu để điều chỉnh cho chính xác. 11 CÁT ĐÁ XI VAN 1 VAN 2 VAN 3 THÙNG CHỨA NHIÊN LIỆU & CÂN L0ADCELL LOADCELL VAN 4 BỒN TRỘN NHIÊN LIỆU & XẢ VAN 5 Mô hình thiết kế trạm trộn bêtông. 12 Chương 2: TÌM HIỂU VỀ PLC – SIMENS.
GIỚI THIỆU BỘ PLC SIMATIC S7-200.