Tài liệu Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động định lượng nguyên liệu cho trạm trộn bê tông tươi lưu động

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA --------------------------------- TRÀ DUY QUỐC DŨNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH LƯỢNG NGUYÊN LIỆU CHO TRẠM TRỘN BÊ TÔNG TƯƠI LƯU ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA --------------------------------- TRÀ DUY QUỐC DŨNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH LƯỢNG NGUYÊN LIỆU CHO TRẠM TRỘN BÊ TÔNG TƯƠI LƯU ĐỘNG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mã số: 60.52.01.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Yến Đà Nẵng – Năm 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn Trà Duy Quốc Dũng ii NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH LƯỢNG NGUYÊN LIỆU CHO TRẠM TRỘN BÊ TÔNG TƯƠI LƯU ĐỘNG Học viên: Trà Duy Quốc Dũng Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí Mã số: 8.52.01.03 Khóa: 34 Trường Đại học Bách khoa – ĐH Đà Nẵng Luận văn này trình bày toàn bộ hệ thống tự động định lượng nguyên liệu cho trạm trộn bê tông tươi lưu động. Nhằm đáp ứng các yêu cầu và nhu cầu phát triển trong các ngành xây dựng hiện nay. Luận văn trình bày các linh kiện, vật liệu, hệ thống điều khiển cùng mô hình của một trạm trộn bê tông lưu động tự động. Luận văn hướng tới giải quyết vấn đề tự động hóa quá trình sản xuất để giảm thiểu sức lao động cho công nhân, tiết kiệm chi phí và nâng cao chất lượng của sản phẩm bê tông tươi khi làm việc tại bất cứ vị trí nào. Từ khóa: Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động định lượng nguyên liệu cho trạm trộn bê tông tươi lưu động This dissertation presents the entire automatic dosing system for fresh mobile concrete batching plants. To meet the needs and development needs of the construction industry today. The thesis presents the components, materials, control systems and the model of a mobile concrete batching plant. The thesis aims to solve the problem of production automation to reduce worker labor, save cost and improve the quality of fresh concrete products when working in any position. Key words: Research and design of automated system for quantitative materials for mobile fresh concrete batching plant iii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................................... 1 MỞ ĐẦU.................................................................................................................................... 2 1. Tính cấp thiết của đề tài: .................................................................................................... 2 2. Mục đích nghiên cứu: ........................................................................................................ 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: .................................................................................... 2 4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................... 3 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ........................................................................................... 3 6. Cấu trúc luận văn : ............................................................................................................. 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................................ 4 1.1. Trạm trộn bê tông ........................................................................................................... 4 1.1.1. Tổng quan hệ thống trộn, thành phần bê tông tươi và phối liệu ............................. 4 1.1.2 Các loại trạm trộn đang sử dụng: ............................................................................. 6 1.2. Cơ sở lý thuyết điều khiển tự động ................................................................................. 9 1.3. Các cơ cấu chấp hành sử dụng trong trạm trộn .............................................................. 9 1.4. Các loại cảm biến .......................................................................................................... 11 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TRẠM TRỘN BÊ TÔNG TƯƠI LƯU ĐỘNG .................... 15 2.1. Yêu cầu kỹ thuật ........................................................................................................... 15 2.2. Nguyên lý làm việc của thiết bị trong trạm trộn ........................................................... 16 2.3. Chu trình hoạt động của trạm trộn ................................................................................ 18 2.4. Các kết cấu chính của trạm trộn.................................................................................... 18 Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH LƯỢNG TRONG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG TƯƠI..................................................................................................................... 23 3.1. Lựa chọn các phương pháp điều khiển ......................................................................... 23 3.1.1. Điều khiển lôgic .................................................................................................... 24 3.1.2. Điều khiển bằng PLC ............................................................................................ 24 3.1.3. Điều khiển bằng vi điều khiển .............................................................................. 29 3.1.4. Khảo sát PLC loại S7-200 của hãng siemens........................................................ 31 3.1.5. Các thông số kỹ thuật của PLC họ S7-200 ........................................................... 36 3.1.6. Cấu trúc chương trình của S7- 200 ....................................................................... 37 3.1.7. Thực hiện chương trình của S7- 200 ..................................................................... 38 3.1.8. Các toán hạng lập trình cơ bản .............................................................................. 39 iv 3.2. Lựa chọn cảm biến cho trạm trộn ................................................................................. 40 3.2.1. Các loại cảm biến .................................................................................................. 40 3.2.2. Lựa chọn các cảm biến cho trạm trộn ................................................................... 44 3.3. Thuật toán trong điều khiển .......................................................................................... 48 3.4. Chương trình điều khiển. .............................................................................................. 49 3.5. Thiết kế các bộ phận tự động định lượng ..................................................................... 50 3.6. Hướng dẫn lắp ráp, vân hành và bảo dưỡng máy ......................................................... 52 3.6.1 Hướng dẫn lắp ráp .................................................................................................. 52 3.6.2 Hướng dẫn vận hành máy ...................................................................................... 74 3.6.3 Hướng dẫn bảo dưỡng máy ................................................................................... 83 KẾT LUẬN ............................................................................................................................. 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................... 87 PHỤ LỤC ................................................................................................................................ 89 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Các trạm trộn bê tông lưu động tự động hiện nay ...........................................8 Hình 1.2. Một số hình ảnh của loadcell ......................................................................................13 Hình 2.1. Mô hình trạm trộn bê tông được thiết kế .................................................................16 Hình 2.2. Chu trình hoạt động của trạm trộn .................................................................18 Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển ...........................................................................................23 Hình 3.2: Thiết bị điều khiển ........................................................................................................23 Hình 3.3: Sơ đồ khối bên trong PLC ...........................................................................................25 Hình 3.4: Sơ đồ khối của bộ vi điều khiển .................................................................................29 Hình 3.5 . Cấu trúc bên trong của vi điều khiển 8051 ............................................................30 Hình 3.6 Sơ đồ chân của công truyền thông ..............................................................................34 Hình 3.7. Bộ nhớ trong và ngoài của S7- 200 ..........................................................................35 Hình 3.8 Cấu trúc chương trình ....................................................................................................38 Hình 3.9: Chương trình của S7 -200 .............................................................................39 Hình 3.10. Các loại cảm biến .........................................................................................................46 Hình 3.11 Bố trí các cảm biến .......................................................................................................47 Hình 3.12 Sơ đồ hệ thống điều khiển phần định lượng ..........................................................48 Hình 3.13 Sơ đồ điều khiển...........................................................................................................49 HÌNH VẼ TRẠM TRỘN.....................................................98 Hình 1. Tổng thể bộ trộn ...............................................................................................................101 Hình 2. Truyền động cho các trộn ..............................................................................................101 Hình 3. Cụm xe chuyển liệu.........................................................................................................102 Hình 4. Xe chuyển liệu ..................................................................................................................102 Hình 5. Động cơ và tang kéo tời .................................................................................................103 Hình 6. Động cơ tải xi măng ........................................................................................................103 Hình 7. Máng ra liệu ......................................................................................................................103 Hình 8. Bồn cân xi măng ..............................................................................................................104 Hình 9. Bồn nước ............................................................................................................................104 Hình 10. Máng xi măng.................................................................................................................104 Hình 11. Ổ bi balie .........................................................................................................................104 Hình 12. Bồn trộn ...........................................................................................................................105 Hình 13. Vít tải ................................................................................................................................105 Hình 14. Bồn chứa xi măng .........................................................................................................105 Hình 15. Tủ điện..............................................................................................................................105 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây nhằm đáp ứng nhu cầu về quy mô, chất lượng và tiến độ thi công xây dựng dân dụng và công nghiệp, xây dựng cầu đường, thuỷ lợi, sân bay, bến cảng ...nước ta đã và đang áp dụng nhiều công nghệ mới và sử dụng thiết bị thi công tiên tiến. Trong tất cả các máy móc phục vụ công trình xây dựng hiện nay chưa đảm bảo được yêu cầu về chất lượng cũng như năng suất mà nhu cầu về khối lượng bê tông lớn nên vấn đề năng suất, chất lượng của sản phẩm phải được quan tâm hơn. Vì thế cần phải cải tiến nâng cao mức độ cơ giới hoá, tự động hoá các thiết bị trong các dây chuyền. Đây là vấn đề được ngành cơ khí và ngành xây dựng quan tâm, tiến hành và không ngừng cải tiến máy móc thiết bị để cho sản phẩm có chất lượng tốt hơn và năng suất cao hơn. Nhằm đáp ứng các yêu cầu đó và nhu cầu phát triển trong các ngành xây dựng hiện nay, việc nghiên cứu đưa hệ thống điều khiển vào trong các dây chuyền sản xuất nhằm thay thế các dây chuyền cũ là vấn đề cấp thiết. Để giải quyết được vấn đề trên cần phải có sự quan tâm của các chuyên gia về lĩnh vực tự động hoá nhằm đáp ứng nhu cầu của xã hội và định hướng phát triển của đất nước hiện nay phục vụ cho nền công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước mà nhà nước đã đặt ra. Các công việc này sẽ được gắn liền với các dây chuyền sản xuất nhằm phục vụ nhu cầu tất yếu của các nhà sản xuất kinh doanh, tạo điều kiện thuật lợi cho việc cạnh tranh với các nước trên thế giới, các sản phẩm sản xuất trong nước được xuất khẩu ra nước ngoài đảm bảo chất lượng và giá thành phù hợp với nhu cầu của người sử dụng. Luận văn này sẽ trình bày toàn bộ hệ thống tự động định lượng nguyên liệu cho trạm trộn bê tông tươi lưu động. Cảm ơn sự hướng dẫn của các thầy giáo trong khoa Cơ khí trường Đại học Bách Khoa đã tạo điều kiện cho em hoàn thành cuốn luận văn này. Trân trọng cảm ơn! 2 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài: Ngày nay lĩnh vực tự động hóa, hiện đại hóa trong cơ khí là mục tiêu quan trọng của đất nước trong thời đại khoa học phát triển và hội nhập của đất nước với thế giới, đạt được những thành tựu quan trọng trong vấn đề sản xuất nhằm giảm giá thành sản phẩm, tăng năng suất, đảm bảo an toàn cho môi trường theo tiêu chí hiện nay của đất nước cũng như của thế giới, chất lượng thành phẩm cao nhằm cạnh tranh và đáp ứng nhu cầu các công trình với nhiều sản phẩm đa dạng. Để phát triển các mục tiêu quan trọng đó cần được sự hỗ trợ của các lĩnh vực như tin học, điện tử, điều khiển tự động, hệ thống đo lường,...đang được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhằm tạo nên những bước đột phá trong sản xuất với mục đích tăng năng suất và đạt chất lượng cao. Nhiều hệ thống điều khiển tự động đã ra đời nhằm phục vụ các nhu cầu khác nhau trong đời sống và được ứng rất thành công đem lại hiệu quả kinh tế cao. Theo xu hướng hiện nay, để tiết kiệm kinh phí cũng như thời gian cho việc vận chuyển bê tông tươi từ các nhà máy sản xuất, các công trình xây dựng có quy mô lớn và có nhu cầu sử dụng bê tông cao người ta thực hiện công tác trộn bê tông tươi tại chân công trình. Tuy nhiên, các trạm trộn bê tông lưu động này vẫn chưa được tự động hoặc mới bán tự động trong việc cấp nguyên liệu. Với mong muốn tự động hóa định lượng, chuyển nguyên liệu vào trạm trộn nhằm giảm nhân công, tăng độ ổn định và chất lượng bê tông tốt hơn, việc thay thế các hệ thống điều khiển cũ bằng hệ thống điều khiển tự động sử dụng PLC là rất khả thi. Vì vậy, em chọn đề tài Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động định lượng nguyên liệu cho trạm trộn bê tông tươi lưu động 2. Mục đích nghiên cứu: Tự động hóa quá trình sản xuất bê tông tươi tại các trạm lưu động nhằm mục đích giảm nhân công, giảm giá thành và nâng cao chất lượng của bê tông tươi. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 3.1. Đối tượng: Trạm trộn bê tông tươi sử dụng để đúc bi cống thoát nước 3.2. Phạm vi nghiên cứu + Nguyên lý làm việc của trạm trộn 3 + Các thiết bị chính trong trạm trộn + Hệ thống điều khiển tự động PLC + Thuật toán + Sơ đồ khối hệ thống điều khiển PLC 4. Phương pháp nghiên cứu Dùng lý thuyết kết hợp với thực nghiệm - Lý thuyết: Tham khảo tài liệu để tính toán thiết kế - Thực nghiệm: Tham quan và khảo sát các cơ sở sản xuất bê tông tươi trên địa bàn thành phố Đà Nẵng. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Về mặt khoa học: Tổng hợp các kiến thức đã được học và nâng cao trình độ của học viên cao học ngành Kỹ thuật Cơ khí. - Về mặt thực tiễn: Tự động hóa quá trình sản xuất để giảm thiểu sức lao động cho công nhân, tiết kiệm chi phí và nâng cao chất lượng của sản phẩm bê tông tươi khi làm việc tại bất cứ vị trí nào. 6. Cấu trúc luận văn : Ngoài nội dung mở đầu và kết luận, đề tài bao gồm các chương sau: Chương 1 chủ yếu đề cập đến các thành phần và tính chất về bê tông, các loại trạm trộn hiện nay, nguyên lý làm việc của trạm trộn bê tông. Chương 2 trình bày các nguyên lý thiết bị trong trạm trộn bê tông lưu động. Chương 3 giới thiệu lý thuyết các phương pháp điều khiển tự động, bộ điều khiển PLC của hãng SIEMENS, các loại cảm biến ứng dụng trong trạm trộn, thiết kế hệ thống định lượng tự động, xây dựng chương trình điều khiển trạm trộn. 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Trạm trộn bê tông 1.1.1. Tổng quan hệ thống trộn, thành phần bê tông tươi và phối liệu Trong lĩnh vực xây dựng, bê tông là một vật liệu vô cùng quan trọng, chất lượng của bê tông có thể đánh giá được chất lượng của toàn bộ sản phẩm cũng như chất lượng trong các công trình xây dựng. Do đó, việc xác định chính xác khối lượng từng nguyên liệu có trong thành phần bê tông cũng chính là việc xác định chất lượng của sản phẩm. Nhiệm vụ chính trong trạm trộn đề ra là cân trộn cát, đá, nước, xi măng để đạt độ chính xác cao trong quá trình sản xuất hiện nay để giải quyết vấn đề đó cần phải áp dụng phương pháp điều khiển tự động đề ra. Khối lượng nguyên liệu cần phải chính xác với khối lượng đặt ban đầu trong một mẻ trộn, để xác định khối lượng ta sử dụng cảm biến trọng lượng là loadcell. Trong một hệ thống trộn bê tông thực tế có rất nhiều yếu tố đầu vào lẫn đầu ra cần phải xác định. Những công trình xây dựng khác nhau cần có những loại bê tông khác nhau để thích ứng với môi trường xung quanh. Bê tông dùng trong xây dựng nhà cao tầng, hệ thống thoát nước và các công trình khác… cần đảm bảo yêu cầu chất lượng cao, khả năng chịu nén tốt. Bê tông dùng trong đúc các trụ cầu cần phải có chất phụ gia chống đông và phải có độ bền cao trong môi trường nước. Loại bê tông được xác định dựa vào tỷ lệ pha trộn các thành phần: + Xi măng. + Cát, đá. + Nước. Vì vậy để điều khiển một hệ thống trộn thực tế cần phải kết hợp nhiều vấn đề từ cơ khí, kỹ thuật xây dựng đến hệ thống điều khiển tự động. Khái niệm chung về bê tông Bê tông là một hỗn hợp được tạo thành từ cát, đá, xi măng, nước. Trong đó cát và đá chiếm 80-85%, xi măng chiếm khoảng 8-15% còn lại là nước. Ngoài ra người ta còn cho thêm các loại phụ gia khác để thoã mãn yêu cầu. Có nhiều loại bê tông phụ 5 thuộc vào các thành phần như đá , cát , xi măng, nước, các thành phần này hoà trộn để cho ra nhiều loại mác khác nhau nhằm phục vụ từng loại công trình theo yêu cầu đề ra. Các thành phần cấu tạo bê tông + Xi măng: Việc lựa chọn xi măng là quan trọng trong việc thiết kế bê tông. Có nhiều loại mác xi măng khác nhau, mác càng cao thì độ dính kết càng tốt, tuy nhiên giá thành của xi măng cũng tăng theo mác của nó. Vì vậy khi thiết kế bê tông ta phải vừa bảo đảm yêu cầu kỹ thuật, vừa bảo đảm yêu cầu kinh tế. + Cát: Cát dùng trong hỗn hợp bê tông có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo. Kích thước hạt từ 0.4-5mm. Chất lượng cát phụ thuộc vào phần khoáng, tạp chất, thành phần hạt…..trong thành phần của bê tông cát chiếm khoảng 29%. + Đá dăm: Đá dăm có nhiều loại, tuỳ thuộc vào kích thước cỡ đá, tuỳ thuộc vào mác bê tông mà ta chọn cỡ đá cho phù hợp. Trong thành phần bê tông đá dăm chiếm khoảng 52% + Nước: Nước để hoà trộn phải có đủ điều kiện để không ảnh hưởng tới sự kết dính của bê tông cũng như ăn mòn kim loại + Phụ gia: Phụ gia sử dụng có dạng bột, thường có hai loại: + Loại phụ gia hoạt động bề mặt: Loại phụ gia hoạt động bề mặt mặc dù được 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. + Loại phụ gia rắn nhanh: Loại phụ gia rắn nhanh có khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc của bê tông trong điều kiện tự nhiên, cũng như nâng cao cường độ bê tông, hiện nay trong công nghệ bê tông người ta còn sử dụng phụ gia đa chức năng. 6 1.1.2 Các loại trạm trộn đang sử dụng: 7 8 Hình 1.1. Các trạm trộn bê tông lưu động tự động hiện nay Các thành phần chính trong một mẻ bê tông + Xi măng P400, đá dăm 10*20, cát vàng : tính cho một mét khối bê tông Bảng 1.1 Thành phần Đơn vị Mác bê tông 100 150 200 250 300 Xi măng kg 225.2 268.7 325.2 368.8 410.1 Cát kg 820. 8 792.3 782.8 769.5 756.2 Đá kg 1668.2 1639.7 1628.3 1580.8 1571.3 Nước kg 146.4 174.4 208.2 228.7 246.1 + Xi măng P500, đá dăm 10*20, cát vàng : tính cho một mét khối bê tông. Bảng 1.2 Thành phần Đơn vị Mác bê tông 100 150 200 250 300 Xi măng kg 273.4 283.8 327.2 373.7 424.2 Cát kg 818.9 7999 782.8 775.2 765.7 9 Đá kg 1649.2 1634 1628.3 1615 1607.4 Nước kg 177.7 184.5 209.4 231.7 254.5 Từ bảng thành phần bê tông này, ta có thể tính toán giá trị khối lượng từ cát, đá, xi măng, nước trong một mẻ nguyên liệu cần trộn. Sau đó lấy các giá trị này để lập một tỷ lệ tương ứng để đưa vào đầu cân để lấy tín hiệu điều khiển đưa về PLC. 1.2. Cơ sở lý thuyết điều khiển tự động Hệ thống điều khiển tự động Một hệ thống điều khiển là tập hợp những dụng cụ, thiết bị điện tử …, được kết nối với nhau thành một hệ thống cho phép chúng ta điều khiển chính xác sự chuyển đổi nhịp nhàng của một qui trình hoặc một hoạt động sản xuất. Với thành quả của sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thì việc điều khiển những hệ thống phức tạp sẽ được thực hiện bởi một hệ thống điều khiển tự động hoàn toàn đó là PLC, nó được sử dụng kết hợp với máy chủ. Ngoài ra, PLC còn có giao diện để kết nối với các thiết bị khác (như bảng điều khiển, động cơ, contactơ, cuộn dây…). Khả năng chuyển giao mạng của PLC có thể cho phép chúng phối hợp xử lý, điều khiển những hệ thống lớn. Ngoài ra, còn thể hiện sự linh hoạt cao trong việc phân loại các hệ thống điều khiển. Mỗi một bộ phận trong hệ thống điều khiển đóng vai trò rất quan trọng, PLC sẽ không nhận biết được gì nếu nó không được kết nối với các thiết bị cảm ứng. Vai trò của PLC PLC (viết tắt của cụm từ Programmable Logic Controller) là một thiết bị điện tử phức tạp, chúng có nhiều loại do nhiều hãng sản xuất chế tạo, nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của nền sản xuất hiện đại. Trong một hệ thống dây chuyền sản xuất tự động hiện đại có sử dụng bộ điều khiển PLC, thì thiết bị này được coi là phần trung tâm, là bộ não của hệ thống. PLC nhận thông tin về trạng thái của hệ thống và bộ điều khiển các bộ truyền theo một tuần tự xác định trong danh sách lệnh: nhận các yêu cầu của đầu vào, điều khiển các yêu cầu đầu ra theo thứ tự lệnh yêu cầu của bộ xử lý, danh sách lệnh là yêu cầu của người lập trình và được lưu vào bộ nhớ. 1.3. Các cơ cấu chấp hành sử dụng trong trạm trộn Thùng theo thứ tự cho đến khi đạt khối lượng từng loại theo yêu cầu phối trộn. Gồm thùng cốt liệu có 3 ngăn được kéo bằng tời, có các bánh xe lăn trên U100 mỗi 10 ngăn chứa một loại liệu khác nhau và phía dưới đáy có các cửa xả được đóng mở bằng píton-xylanh khí nén tự động khi xả các loại liệu từ các cửa xả xong xuống thùng định lượng, thùng định lượng được đặt lên hệ thống cân treo bằng 2 load cell khi cân. Các van xả của xe cốt liệu sẽ cấp các loại liệu đá 1-2, cát, đá 0,5-1 vào của mẻ thì hệ thống tời kéo sẽ kéo cáp và khi đó nó trở thành xe cấp liệu cho thùng trộn theo 2 ray U100 lên phía trên. Khi đến cửa nhận liệu ở máy trộn, xe cấp liệu nâng thùng nhờ 2 bánh xe phía sau chạy trên cam nâng để mở cửa xe cấp liệu và đổ liệu vào thùng trộn cho đến khi hết liệu thì tự động đi xuống, đóng cửa thùng định lượng để chuẩn bị định lượng cho mẻ liệu tiếp theo. Thùng định lượng nước được treo trên 1 LOAD CELL được đặt tại trọng tâm thùng. Dung tích thùng định lượng nước 80lít. Đầu vào của thùng được cấp nước từ 1 bơm nước bơm từ thùng chứa phụ và một van xả nước bằng loại van điện từ được điều khiển tự động . Nó được đóng khi cân nước và được mở ra khi xả nước vào thùng trộn. Thùng định lượng xi măng đuợc treo trên 3 LOAD CELL có sức chứa 120lit và được vận hành tự động khi phối trộn liệu. Trên thùng có các cơ cấu như van đóng, mở cửa thùng định lượng bằng piston - xi lanh khí nén để đóng khi định lượng và mở khi xả xi măng vào thùng trộn. Để đảm bảo quá trình cân xi măng được chính xác, giữa vít tải - thùng định lượng - miệng xả vào thùng trộn được liên kết bằng các ống cao su ruột gà để đảm bảo độ kín bụi xi măng khi làm việc nhưng không ảnh hưởng đến độ chính xác khi cân do các phần được tách rời nhau. Ngoài ra để xả hết xi măng trong thùng trộn, có bố trí hệ thống thông khí nén để thổi và hệ thống máy rung phễu chứa xi măng để chắc chắn là xi măng xuống hết và làm sạch thùng định lượng khi xả. Là loại máy trộn ngang được lắp 14 cánh đảo, cánh khuấy và cánh trộn để chuyển liệu theo di chuyển theo chiều dọc của thùng và đẩy liệu từ ngăn này sang ngăn khác nhằm mục đích làm đồng đều các loại liệu trong thùng. Dung tích hữu dụng của máy trộn là 500lit. Sau khi đã trộn xong mẻ liệu (theo thời gian đặt trước), cửa xả liệu ở đáy sẽ được tự động mở ra nhờ piston - xilanh khí nén để tháo liệu và các cánh đảo, cánh trộn sẽ đẩy hết vữa bêtông xuống thùng chứa. Sau khi đã xã hết liệu trong máy trộn xuống thùng chứa liệu, cửa xã liệu tự động đóng lại để chuẩn bị cho mẻ trộn tiếp theo. 11 Trong thùng chứa có gắn một bộ cánh khuấy, cánh đảo và cánh tải liệu để cấp liệu cho vít tải một cách đồng đều trong khi vít tải hoạt động cấp liệu cho ống. Ngoài ra, còn bố trí thêm một máy rùng để liệu trong thùng chứa liệu thoát hết ra ngoài để cung cấp cho vít tải bê tông. Khi hết ca làm việc hoặc phải dừng máy lâu, cần phải làm sạch thùng liệu cũng như làm sạch thùng của máy trộn để tránh tình trạng đông kết bê tông trong thùng của máy trộn và trong thùng chứa bằng cách mở cửa xả đáy ở phía dưới đáy của thùng chứa. 1.4. Các loại cảm biến Khái niệm cảm biến: Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật lý và các đại lượng không có tính chất điện cần đo thành các đại lượng điện có thể đo và xử lý được. Các đại lượng cần đo (m) thường có tính chất điện (như nhiệt độ, áp suất ...) tác động lên cảm biến cho ta một đặc trưng (s) mang tính chất điện (như điện tích, điện áp, dòng điện hoặc trở kháng) chứa đựng thông tin cho phép xác định giá trị của đại lượng cần đo (m): S=F(m) Người ta gọi (s) là đại lượng đầu ra hoặc là phản ứng của cảm biến, (m) là đại lượng đầu vào hay kích thích (có nguồn gốc là đại lượng cần đo). Thông qua đo đạc (s) cho phép nhận giá trị của (m). Các loại cảm biến -Cảm biến quang -Cảm biến đo nhiệt độ -Cảm biến đo vị trí và dịch chuyển -Cảm biến đo và biến dạng -Cảm biến đo lực -Cảm biến đo vận tốc, gia tốc và rung -Cảm biến đo áp suất chất lưu -Cảm biến đo lưu lượng và mức chất lưu -Cảm biến thông minh 12 Cấu tạo của cảm biến (loadcell): - Loadcell gồm một vật cứng đàn hồi, là một khối nhôm hoặc thép không gỉ được xử lý đặc biệt, trên vật cứng có dán 4 strain gage. Khi vật cứng bị biến dạng dưới tác dụng của trọng lượng tác động vào loadcell thì có thể có 2 hoặc 4 strain gage bị tác động . Tuỳ vào dạng của vật chứng ta có các loại loadcell khác nhau: Có nhiều loại Loadcell do các hãng sản xuất khác nhau như Kubota (của Nhật), Global Weighing (HànQuốc), Transducer Techniques.Inc, TedeaHuntleigh…. Mỗi loại loadcell được chế tạo cho một yêu cầu riêng biệt theo tải trọng chịu đựng, chịu kéo hay nén. Tuỳ hãng sản xuất mà các đầu ra của loadcell có màu sắc khác nhau. HBM H35 Load Cell PWS - Single Point Load Cell S35 Load Cell THC Single End Beam St Steel NTEP IP67 HMB RSC Shear Beam Load Cell B35 SP4 - Single Point Load Cell 13 PW2 single point aluminum load cell PW15 Single point load cell from stainless steel Single point load cell PW12 PW16 - Single Point Load Cell Hình 1.2. Một số hình ảnh của loadcell Exc+ Đỏ Vàng Xanh Đỏ Exc- Đen Nâu Đen Trắng Sig+ Xanh Xanh Trắng Xanh(green) Sig- Trắng Trắng Đỏ Xanh(blue) - Thông số kỹ thuật của từng loại loadcell được cho trong catalogue của mỗi loadcell và thường có các thông số như: tải trọng danh định, điện áp ra danh định (giá trị này có thể từ 2mV/V đến 3mV/V hoặc hơn tuỳ loại loadcell), tầm nhiệt độ hoạt động, điện áp cung cấp, điện trở ngõ ra, mức độ chịu được quá tải….. (Với giá trị điện áp ra danh định là 2milivolt/volt thì với nguồn cung cấp là 10 volt thì điện áp ra sẽ là 20milivolt ứng với khối lượng tối đa..)