›
›

Đồ án Thiết kế hệ thống bằng tải vận chuyển hàng hóa theo nhiều hướng

pdf 87 trang huongle 2810
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế hệ thống bằng tải vận chuyển hàng hóa theo nhiều hướng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_thiet_ke_he_thong_bang_tai_van_chuyen_hang_hoa_theo_nh.pdf

Nội dung text: Đồ án Thiết kế hệ thống bằng tải vận chuyển hàng hóa theo nhiều hướng

  1. Bé GI¸O DôC §µO T¹O TR¦êNG §¹I HäC D¢N LËP H¶I PHßNG THIÕT KÕ HÖ THèNG B¡NG T¶I VËN CHUYÓN HµNG HO¸ THEO NHIÒU H¦íNG §å ¸N TèT NGHIÖP §¹I HäC HÖ CHÝNH QUY Ngµnh : ®iÖn c«ng nghiÖp H¶I phßng – 2006
  2. Bé GI¸O DôC §µO T¹O TR¦êNG §¹I HäC D¢N LËP H¶I PHßNG THIÕT KÕ HÖ THèNG B¡NG T¶I VËN CHUYÓN HµNG HO¸ THEO NHIÒU H¦íNG §å ¸N TèT NGHIÖP §¹I HäC HÖ cHÝNH QUY Ngµnh : ®iÖn c«ng nghiÖp Sinh viªn : NguyÔn Quèc Huy Ng•êi h•íng dÉn : TS. Hoµng Xu©n B×nh H¶I phßng – 2006
  3. Bé GI¸O DôC §µO T¹O TR¦êNG §¹I HäC D¢N LËP H¶I PHßNG THIÕT KÕ HÖ THèNG B¡NG T¶I VËN CHUYÓN HµNG HO¸ THEO NHIÒU H¦íNG §å ¸N TèT NGHIÖP §¹I HäC HÖ CHÝNH QUY Ngµnh : ®iÖn c«ng nghiÖp H¶I phßng – 2006
  4. Céng hoµ x· héi chñ nghÜa viÖt nam ®éc lËp - tù do - h¹nh phóc o0o Bé GI¸O DôC §µO T¹O TR¦êNG §¹I HäC D¢N LËP H¶I PHßNG NhiÖm vô ®Ò tµi tèt nghiÖp Sinh viên: Nguyễn Quốc Huy – Mã số: LT10183 Lớp DC701 – Ngành Điện Công Nghiệp. Tên đề tài: Thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển hàng hóa theo nhiều hƣớng.
  5. NhiÖm vô ®Ò tµi 1. Néi dung vµ c¸c yªu cÇu cÇn gi¶i quyÕt trong nhiÖm vô ®Ò tµi tèt nghiÖp (vÒ lý luËn, thùc tiÔn, c¸c sè liÖu cÇn tÝnh to¸n vµ c¸c b¶n vÏ). 2. C¸c sè liÖu cÇn thiÕt ®Ó thiÕt kÕ, tÝnh to¸n. 3. §Þa ®iÓm thùc tËp tèt nghiÖp: C«ng Ty TNHH HIROSHIGE VIET NAM.
  6. C¸c c¸n bé h•íng dÉn ®Ò tµi t«t nghiÖp Ng•êi h•íng dÉn thø nhÊt Hä vµ tªn : Hoµng Xu©n B×nh Häc hµm, häc vÞ : TiÕn sü C¬ quan c«ng t¸c : Tr•êng §¹i Häc Hµng H¶i ViÖt Nam Néi dung h•íng dÉn : Toµn bé ®Ò tµi Ng•êi h•íng dÉn thø hai Hä vµ tªn : Häc hµm, häc vÞ : C¬ quan c«ng t¸c : Néi dung h•íng dÉn : §Ò tµi tèt nghiÖp ®•îc giao ngµy 06 th¸ng 04 n¨m 2009. Yªu cÇu ph¶i hoµn thµnh xong tr•íc ngµy 06 th¸ng 07 n¨m 2009. §· nhËn nhiÖm vô §.T.T.N. §· giao nhiÖm vô §.T.T.N Sinh viªn C¸n bé h•íng dÉn §.T.T.N NguyÔn Quèc Huy. TS. Hoµng Xu©n B×nh H¶i Phßng, ngµy th¸ng n¨m 2009 HiÖu tr•ëng. GS.TS.NG¦T TrÇn H÷u NghÞ
  7. PhÇn nhËn xÐt tãm t¾t cña c¸n bé h•íng dÉn. 1. Tinh thÇn th¸i ®é cña sinh viªn trong qu¸ tr×nh lµm ®Ò tµi tèt nghiÖp. 2. §¸nh gi¸ chÊt l•îng cña §.T.T.N (so víi néi dung yªu cÇu ®· ®Ò ra trong nhiÖm vô §.T.T.N, trªn c¸c mÆt lý luËn thùc tiÔn, tÝnh to¸n gi¸ trÞ sö dông, chÊt l•îng c¸c b¶n vÏ). 3. Cho ®iÓm cña c¸n bé h•íng dÉn : (§iÓm ghi b»ng sè vµ ch÷) Ngµy th¸ng n¨m 2009. C¸n bé h•íng dÉn chÝnh.
  8. NhËn xÐt ®¸nh gi¸ cña ng•êi chÊm ph¶n biÖn ®Ò tµi tèt nghiÖp 1. §¸nh gi¸ chÊt l•îng ®Ò tµi tèt nghiÖp vÒ c¸c mÆt thu thËp vµ ph©n tÝch sè liÖu ban ®Çu, c¬ së lý luËn chän ph•¬ng ¸n tèi •u, c¸ch tÝnh to¸n chÊt l•îng thuyÕt minh vµ b¶n vÏ, gi¸ trÞ lý luËn vµ thùc tiÔn ®Ò tµi. 2. Cho ®iÓm cña c¸n bé chÊm ph¶n biÖn. (§iÓm ghi b»ng sè vµ ch÷) Ngµy th¸ng n¨m 2009 Ng•êi chÊm ph¶n biÖn. 8
  9. Môc lôc LỜI NÓI ĐÂU CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ VẬN TẢI LIÊN TỤC 1.1. XU THÕ Vµ Sù PH¸T TRIÓN CñA THIÕT BÞ VËN T¶I LI£N TôC 1.1.1. Kh¸i qu¸t chung vÒ thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc. 1.1.2. Sù ph¸t triÓn cña c¸c thiÕt bÞ liªn tôc 1.2. C¸c lÜnh vùc s¶n xuÊt øng dông thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc. 1.2.1. Kh¸i qu¸t chung. 1. Hệ thống băng tải trong các dây chuyền sản xuất của nhà máy: giày, thuốc, nƣớc uống có ga 2 . Hệ thống băng tải trong dây chuyền sản xuất của nhà máy xi măng: 1.3. c¸c yªu cÇu vÒ kü thuËt vµ ®iÒu khiÓn truyÒn ®éng ®iÖn cho thiÕt bÞ vËn t¶I liªn tôc 1.3.1. C¸c yªu cÇu chung. 2. Điều khiển băng tải 1. TÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬ cho b¨ng t¶i Chƣơng 2 Mét sè hÖ thèng thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc trong c«ng nghiÖp Kh¸i qu¸t chung 2.2. hÖ thèng b¨ng t¶I trong c«ng nghiÖp xi m¨ng 2.2.1. CÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cña hÖ thèng xÕp bao xi m¨ng xuèng tµu thñy cña c«ng ty xi m¨ng CHINFON 1. Giới thiệu chung về hệ thống 3. Cấu tạo hệ thống điện của Ship Loader 2. Đặc điểm chung của hệ thống 4. Lắp đặt điện 9
  10. 2.3. §•êng vËn t¶i kÕt hîp (Load line Conbined OpÎation) 2.3.1. §Æc ®iÓm chung cña ®•êng t¶i 2.3.2. Giíi thiÖu s¬ ®å hÖ thèng ®iÖn vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cho c¬ cÊu dÞch chuyÓn b¨ng t¶i T4 ch¹y tiÕn lïi 1. S¬ ®å hÖ thèng ®iÖn 2. Nguyên lý hoạt động của cơ cấu dịch chuyển chạy tiến – lùi băng tải T4 2.3.3. Giíi thiÖu s¬ ®å diÖn vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña ®•êng t¶i 1. Chức năng các phần tử trong sơ đồ cơ cấu của đƣờng tải 2. Nguyên lý hoạt động của đƣờng tải 3. Các bảo vệ của hệ thống Ship Loader for Sacks chƣơng 3 x©y dùng ph•¬ng ¸n vËn t¶i hµng hãa nhiÒu h•íng b»ng thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc 3.1. §Ò XUÊT C¤NG NGHÖ ThiÕt kÕ tñ ®iÖn ®éng lùc 3.2.1. Giíi thiÖu cÊu t¹o nguyªn lý ho¹t ®éng cña mét sè c¸c phÇn tö trong m¹ch ®éng lùc 3.3. thiÕt kÕ ®iÒu khiÓn ®o l•êng møc c¸c thïng chøa 3.3.1. C¸c thiÕt bÞ ®o l•êng 3.3.2. C¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn 3.4. thèng kª c¸c biÕn ®Çu vµo ®Çu ra cña hÖ thèng 3.5. x©y dùng c«ng nghÖ m¹ch ®iÖn ®iÒu khiÓn 1. M¹ch ®iÖn ®Çu vµo 2. M¹ch ®iÖn ®Çu ra 3.6. lùa chän cÊu h×nh cho plc KẾT LUẬN 10
  11. Lêi më ®Çu Ngày nay cùng với sự công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nƣớc nhiều ngành công nghiệp phục vụ quá trình công nghiệp phát triển của đất nƣớc. Nhƣ khai thác khoáng sản vận chuyển nguyên vật liệu trong các bến cảng , trong các nhà máy. Băng tải dùng để vận chuyển các vật liệu rời nhờ những ƣu điểm là có khả năng vận chuyển hàng hóa đi xa, làm việc êm năng suất cao và tiêu hao năng lƣợng không lớn lắm.Chính nhờ những ƣu điểm đó mà băng tải đƣợc ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vự khai thác hồm mỏ, bến cảng Nhận thấy tầm quan trọng của băng tải trong các ngành công nghiệp và đây là một hệ thống cần có sự cải tiến và thiết kế mới nhất là trong lĩnh vực trang bị điện do vậy em đã mạnh dạn nhận đề tài: Thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển hàng hóa theo nhiều hƣớng. Trang bị điện là công đoạn cuối cùng của một công nghệ sản xuất, đặc biết trong các dây truyền hiện đại, trang bị truyền động điện đóng góp vai trò nâng cao năng suất và chất lƣợng sản phẩm. Vì vậy các hệ thống truyền động điện luôn luôn đƣợc quan tâm nghiên cứ để nâng cao năng suất chất lƣợng để đáp ứng yêu cầu hiện đại hóa cao. Đề tài của em chủ yếu là đi sâu nghiên cứu trang bị điện điều khiển hệ thống băng tải vận chuyển theo nhiều hƣớng. Đề tài đƣợc trình bày gồm 3 chƣơng và phần kết luận: Chƣơng 1: Tổng quan về thiết bị vận tải liên tục Chƣơng 2: Một số hệ thống vận tải liên tục trong công nghiệp Chƣơng 3: Xây dựng phƣơng án vận chuyển hàng hóa nhiều hƣớng bằng thiết bị vận tải liên tục . Trong quá trình nhận đề tài, với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của TS. Hoàng Xuân Bình em đã hoàn tất xong cuốn đồ án này. Tuy nhiên do thời gian có hạn và kinh nghiệm của bản thân nên bản đồ án này 11
  12. không tránh đƣợc những sai sót, em rất mong đƣợc sự đóng góp ý kiến chỉ bảo của các thầy cô và các bạn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa điện của Trƣờng Đại Học Dân Lập Hải Phòng đã tạo điều kiện và giúp đỡ tận tình để em hoàn thành cuốn đồ án này. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn TS Hoàng Xuân Bình giáo viên hƣớng dẫn chính đã giúp em hoàn thành cuốn đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thƣợc hiện Nguyễn Quốc Huy 12
  13. Chương 1 TæNG QUAN VÒ THIÕT BÞ VËN T¶I LI£N TôC 1.1. XU THÕ Vµ Sù PH¸T TRIÓN CñA THIÕT BÞ VËN T¶I LI£N TôC 1.1.1. Kh¸i qu¸t chung vÒ thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc. [ Tr 62,3 ] Các thiết bị vận tải liên tục dùng để vận chuyển các vật liệu thể hạt, thể cục kích thƣớc nhỏ, các chi tiết ở dạng thành phẩm và bán thành phẩm hoặc vận chuyển hành khách theo một cung đƣờng nhất định không có trạm dừng giữa đƣờng để trả hàng và nhận hàng. Thiết bị vận tải liên tục bao gồm: băng chuyền, băng tải các loại, băng gầu, đƣờng cáp treo và các thang chuyền. Những thiết bị vận tải liên tục kể trên có năng suất rất cao so với các phƣơng tiện vận tải khác, đặc biệt là ở những vùng núi non có địa hình phức tạp. Nhìn chung về nguyên lý hoạt động của các thiết bị vận tải liên tục thì tƣơng tự nhau, chúng chỉ khác nhau ở các điểm sau: công năng, kết cấu cơ khí, cơ cấu chở hàng hóa, cơ cấu tạo lực kéo v.v a. Băng chuyền: Thƣờng dùng để vận chuyển các vật liệu thành phẩm và bán thành phẩm, thƣờng đƣợc lắp đặt trong các phân xƣởng, các nhà xƣởng, xí nghiệp sản xuất theo dây chuyền. Với cơ cấu chuyển là móc treo, giá treo và thùng hàng. b. Băng gàu: là thiết bị dùng để vận chuyển các vật liệu thể bột mịn bằng các gàu nổi liên tiếp nhau thành một vòng kín đƣợc lắp đặt theo phƣơng thẳng đứng hoặc góc nghiêng lớn hơn 600. Kết cấu của băng gầu đƣợc biểu diễn theo hình sau 13
  14. H×nh 1.1. S¬ ®å b¨ng gÇu 1- Bộ phận kéo 2- Gàu 3- Vỏ gàu tải 4- Tang căng 5- Miệng nạp liệu 6- Guốc hãm 7- ống tháo liệu 8- Đầu dẫn động 9- Tang dẫn động 14
  15. Gầu tải gồm bộ kéo ghép kín 1 với các gầu đƣợc gắn chặt 2 sử dụng các gầu sâu để vận chuyển nguyên liệu dạng hạt. Băng tải vô tận phủ lấy tang dẫn động phía trên 9 và tang căng phía dƣới 4. Băng tải đƣợc kéo căng nhờ các cơ cấu vít. Tất cả các bộ phận của gầu tải đƣợc vỏ ngoài bao phủ, có đầu dẫn động 8 ở phía trên, gốc hãm 6 phía dƣới và phần vở giữa 3 có hai ống. Phần giƣới của vỏ có phễu nạp liệu 5 còn phần trên có ống tháo liệu 7. Gầu xúc đầy nguyên liệu từ gốc hãm hay đổ thẳng vào gầu. Gầu chứa nguyên liệu đƣợc nâng lên trên và khi chuyển qua tang thì bị lật ngƣợc lại. Dƣới tác dụng của lực li tâm và trọng lực nguyên liệu đƣợc đổ ra ống tháo liệu và thiết bị chứa . Gầu tải đƣợc ứng dụng rộng rãi vì kích thƣớc cơ bản của nó không đáng kể, tuy nhiên do độ kín không đảm bảo, bụi dễ phát sinh lên không dùng để vận chuyể chất độc và chất tạo bụi.Trong công nghệ vi sinh để sản xuất cá môi trƣờng dinh dƣỡn, các nguyên liệu dạng hạt đƣợc vận chuyển tới các nồi tiệt trùng ở các tầng cao của tòa nhà khoảng 40m và với độ nghiêng lớn. c. Đƣờng cáp treo Đƣờng cáp treo thƣờng đƣợc chế tạo theo hai kiểu: đƣờng cáp treo có một đƣờng cáp và đƣờng cáp treo có hai đƣờng cáp kéo nối thành một đƣờng vòng khép kín (hình 1.2). H×nh 1.2. §•êng c¸p treo cã hai ®•êng c¸p kÐo 15
  16. Trong đó một đƣờng là vận chuyển hàng trên các toa, còn đƣờng thứ hai là đƣờng hồi về của các toa hàng (có hàng hoặc không có hàng). Các bộ phận chính của đƣờng cáp treo gồm có: ga nhận hàng 7 và ga trả hàng 2, giữa hai ga đó là hai đƣờng cáp nối lại với nhau: đƣờng cáp mang 4 và đƣờng cáp kéo 3. Để tạo ra lực căng của cáp, tại nhà ga trả hàng 2 có lắp đặt cơ cấu kéo căng cáp 1. Ở khoảng giữa hai nhà ga có các giá đỡ cáp mang trung gian 5. Cáp kéo 3 đƣợc thiết kế thành một mạch kín liên kết với cơ cấu truyền động 8. Động cơ truyền động cáp kéo 9 đƣợc lắp đặt tại nhà ga nhận hàng. Các toa hàng 6 di chuyển theo đƣờng cáp mang 4. Năng suất của đƣờng cáp treo đạt tới 400 tấn/h, độ dài cung đƣờng giữa hai nhà ga có thể đạt tới hàng trăm km. d. Thang chuyền Thang chuyền là một loại cầu thang với các bậc chuyển động dùng để vận chuyển hành khách trong các nhà ga của tàu điện ngầm, các tòa thị chính, các siêu thị, với tốc độ di chuyển từ 0,4 đến 1m/s. Kết cấu của một thang chuyền đƣợc giới thiệu trên hình 1.3 H×nh 1.3. KÕt cÊu cña thang chuyÒn 16
  17. Động cơ truyền động 6, lắp ở phần trên của thang chuyền truyền lực cho trục chủ động 5 qua cơ cấu truyền lực – hộp tốc độ. Trục chủ động 5 có hai bánh xe hoa cúc và dải băng vòng có các bậc thang 4 khép kín với bánh hoa cúc 2 lắp ở phần dƣới của thang chuyền. Ở trục thụ động 2 có lắp cơ cấu tạo lực căng cho dải băng vòng. Để đảm bảo an toàn cho hành khách, hai bên thành của thang chuyền có tay vịn 3 di chuyển đồng tốc với các bậc thang của thang chuyền. e. Băng cào kéo thiết bị này là những cái cào. Thƣờng có hai dạng đó là dạng mở và dạng đóng kín. Các băng tải này thƣờng có các máng tự rộng có thể vận chuyển vật liệu với các hƣớng ngang nghiêng và thẳng đứng trong khoảng 100m. Băng tải cào dùng để chuyển rời bột sinh khối đã đƣợc trích ly. Băng tải cào gồm các bộ phận :đĩa xích chuyền động, đĩa xích bị đẫn và các đĩa xích gắn các cào nhánh dƣới của băng tải lằm trong nhánh chứa đầy nguyên liệu. H×nh 1.4. S¬ ®å b¨ng t¶i cµo 17
  18. a) Băng tải cào có các bộ cào cao b) Băng tải có các bộ cào nằm trong nguyên liệu 1 - Bộ vít căng 2 – Đĩa xích truyền động 3 – Xích 4 – Các bộ cào 5 – Đĩa xích bị dân Cào đƣợc làm bằng kim loại cuốn thành hình máng có dạng hình thang hoặc nửa vầng trăng . Băng cào thƣờng đƣợc sử dụng nguyên liệu dạng bột, hạt nhỏ, các mẫu nhỏ theo các tuyến đƣờng ngang, nghiêng 150 thƣờng sử dụng băng tải với máng kín với tiết diện hình vuông chuyển dịch nguyên liệu với tốc độ 0.16 đến 0.4m/s. f. Đƣờng goong Đƣờng goong treo thƣờng đƣợc chế tạo theo hai kiểu: đƣờng goong một cáp và đƣờng goong hai cáp. Đƣờng goong có hai gas gas nhận hàng và ga đổ hàng ,giữa hai ga đó có căng hai đƣờng cáp, cáp mang và cáp cheo. Để tạo ra lực căng của cáp ở trạm thứ hai có cơ cấu keo căng cáp, ở gữa khoảng cách hai ga có các giá đỡ trung gian. Cáp kéo đƣợc thiết kế thành một mạng kín liên kết với cơ cấu truyền động và động cơ truyền động, các toa hàng đƣợc gắn vào cáp kéo và di chuyển theo cáp mang. Đƣờng goong đƣợc ứng dụng rộng rãi trong các khu du lịch chuyên trở hành khách ở những địa hình đồi núi phức tạp và có độ dốc lớn g. Băng tải. Băng tải đƣợc ứng dụng rộng rãi từ rất lâu nhờ những ƣu điểm là có cấu tạo đơn giản, bền và có khả năng vận chuyển hàng hóa đi xa để vận chuyển nguyên liệu dạng hạt dạng lát và dạng đơn chiếc với hƣớng mặt phẳng lằm 18
  19. ngang hoặc lằm nghiêng góc nghiêng phụ thuộc vào tính chất lý học của hàng hóa và địa hình góc nghiêng có thể lên tới 300 có thể cố định hoặc di chuyển loại này có cấu tạo đơn giản dễ dàng vận hành có độ bền cao hiệu quả kinh tế và có khoảng lớn để điều chỉnh năng suất, làm việc êm năng suất cao và tiêu hao năng lƣợng không lớn lắm. Tuy nhiên trong quá trình sử dụng băng tải máng trong công nghiệp (vận chuyển xi măng, khai thác than đá, trong các nhà máy nhiệt điện, bến cảng ) ngƣời ta thƣờng gặp những vấn đề: 1) có hao hụt vật liệu vận chuyển do rơi vãi trên đƣờng vận chuyển làm dơ bẩn và gây ô nhiễm môi trƣờng;2) khi vận chuyển ở những khoảng cách dài và không thẳng đòi hỏi phải có thêm những trạm trung chuyển tốn kém;3) không cho phép vận chuyển ở những nơi có độ chên lệch lớn về độ cao;4) vật liệu vận chuyển tiếp xúc chịu ảnh hƣởng trực tiếp của môi trƣờng và thời tiết (nhƣ ẩm ƣớt, bụi ). Kết cấu của băng tải gồm có giá đỡ 10 với các con lăn đỡ trên 12 và hệ thống con lăn đỡ phía dƣới 11, băng tải chở vật liệu 7 di chuyển trên các hệ thống con lăn đó bằng hai tang truyền động: tang chủ động 8 và tang thụ động 5. Tang chủ động 8 đƣợc lắp trên một giá đỡ cố định và kết nối cơ khí với động cơ truyền động qua một cơ cấu truyền lực dùng dây curoa hoặ hộp tốc độ. Cơ cấu tạo sức căng ban đầu cho băng tải gồm đối trọng 1, hệ thống định vị và dẫn hƣớng 2, 3 và 4. Vật liệu cần vận chuyển từ phễu 6 đổ xuống băng tải và đổ tải vào phễu nhận hàng 9. 19
  20. H×nh 1.5. S¬ ®å b¨ng t¶i cè ®Þnh a, b) kết cấu của băng tải; c, d, e) Các dạng của cơ cấu truyền lực. Băng tải đƣợc chế tạo từ bố vải có độ bền cao, ngoài bọc cao su với khổ rộng (900 ÷ 1200)mm. Khi vận chuyển vật liệu có nhiệt độ cao (tới 3000C) thƣờng dùng băng tải bằng thép có độ dày (0,8 ÷ 1,2)mm với khổ rộng (350 ÷ 800)mm. Cơ cấu truyền lực trong hệ truyền động băng tải thƣờng dùng ba loại: - Đối với băng tải cố định thƣờng dùng hộp tốc độ và hộp tốc độ kết hợp với xích tải (hình 1.5 – c, d). - Đối với băng tải lắp không cố định (có thể di dời) dùng tang quay lắp trực tiếp với trục động cơ (hình 1.5 – e) với kết cấu của hệ truyền động gọn hơn. 20
  21. - Đối với một số băng tải di động cũng có thể dùng cơ cấu truyền lực dùng puli – đai truyền nối động cơ truyền động với tang chủ động. - Năng suất của băng tải đƣợc tính theo biểu thức sau: 3600. .v Q .v, [kg/s] hay Q 3,6. .v , [tấn/h]. ( 1.1 ) 1000 Trong đó: ∂ - Khối lƣợng tải theo chiều dài, [kg/m] v – tốc độ di chuyển của băng, [m/s] Khối lƣợng tải theo chiều dài của băng đƣợc tính theo biểu thức: S. .103 ( 1.2 ) Trong đó: γ – Khối lƣợng riêng của vật liệu, [tấn/m3]. S – tiết diện cắt ngang của vật liệu trên băng, [m2] 1.1.2. Sù ph¸t triÓn cña c¸c thiÕt bÞ liªn tôc [ tạp chí phát triển KH&CN tập 11 số 02- 2008 ] Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật , ngành công nghiệp sản xuất gắn liền với tự động hóa có vai trò đặc biệt quan trọng nó góp phần góp phần không nhỏ tạo lên một xã hội văn minh hiện đại nâng cao năng suất lao động góp phần giải phóng sức lao động của con ngƣời. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật các thiết bị vận tải liên tục cũng không ngừng đƣợc cải tiến và phát triển để phục vụ các ngành sản xuất cần sự tự động hóa cao, hay công việc cần vận chuyển liên tục. Các thiết bị vận tải liên tục đƣợc ứng dụng rất rộng dãi và phổ biến từ rất lâu nhờ các ƣu điểm của nó nhƣ chế tạo đơn giản, năng suất lớn, độ bền cao, tiêu hao năng lƣợng không lớn lắm. Chính nhờ các ƣu điể đó mà các thiết bị vận tải liên tục không ngừng đƣợc cải tiến để nâng cao năng xuất, tiết kiệm năng lƣợng, phù hợp với điều kiện môi trƣờng, giảm hao phí vật liệu khi vận chuyển 21
  22. Nhiều năm trở lại đây chúng ta đã tự thiết kế và chế tạo đƣợc băng tải lòng máng thông thƣờng. Riêng trong Tập đoàn Công Nghiệp Than - Khoáng Sản Việt Nam hiện có nhiều đơn vị cơ khí có khả năng chế tạo băng tải ( công ty chế tạo máy Than Khoáng Sản Việt Nam, nhà máy cơ điện Uông Bí,nhà máy cơ khi Mạo Khê, nhà máy cơ khi mỏ Thái Nguyên, viện cơ khi năng lƣợng và mở ) trong đó, Viện Cơ Khi Năng Lƣợng Và Mỏ là đơn vị đầu ngành về nghiên cứu, thiết kế và chế tạo băng tải. Đặc biệt viện đã nghiên cứu thiết kế thành công băng tải lòng máng sâu phục vụ phục vụ cho các giếng nghiêng, có chiều dài và độ rốc lớn ( góc rốc nghiêng lớn hơn 220) phục vụ cho các mỏ hần lò Việt Nam. Thành công này tạo tiền đề cho việc nghiên cứu các dạng băng tải hiện đại hơn . Kết hợp khả năng và kinh nghiện chế tạo băng tải thƣờng đã có và dựa vào tính kế thừa từ băng tải thƣờng thì có thể nói ngành công nghiệp chế tạo của Việt Nam hoàn toàn có khả năng chế tạo thành công các loại băng tải hiện đại hơn ví dụ nhƣ băng tải. Để khắc phục một số nhƣợc điểm nhƣ : hao hụt vật liệu vận chuyển rơi vãi,làm dơ bẩn gây ô nhiễm môi trƣờng,khoảng cách xa không thẳng đòi hỏi phải có các trạm trung gian, không cho phép vận chuyển ở những lơi có độ rốc cao các nhà thiết kế đã nghiên cứu ra băng tải ống nhờ việc vận chuyển nguyên vật liệu bằng cách cuốn chồng các cạnh băng thành hình ống tròn với việc sử dụng bố trí con lăn thành các hình lục giác. Băng tải sẽ bao lấy vật liệu vận chuyển lên bảo vệ đƣợc vật liệu dƣới sự tác động của môi trƣờng đồng thời cũng bảo vệ môi trƣờng khỏi sự tác động của vật liệu. Băng tải ống cũng loại trừ những trạm chung chuyển để thay đổi hƣớng vận chuyển do băng tải ống có khả năng uốn cong với bán kính nhỏ hơn nhiều so với băng tải máng nhờ đƣợc ép chặt tất cả các phía bằng các bộ con lăn dẫn hƣớng băng tải ống cũng cho phép vận chuyển ở những nơi có sự chênh lệch lớn về độ cao (với góc nghiêng lớn hơn 300) do đó băng tải ống là lựa chọn tối ƣu 22
  23. nhất cho việc vận chuyển hàng hóa dạng bột,cho bụi, dễ bay, đá vôi, than non, sản phẩm từ dầu mỏ, xi măng, phân bón H×nh 1.6. S¬ ®å hÖ thèng b¨ng t¶i èng 1 - Tang dẫn 2 - Phễu cấp liệu 3 - Con lăn đỡ băng tải 4 - Con lăn định hình ống cho băng tải 5 - Băng tải 6 - Hệ thống chuyền động 7 - Phễu tháo liệu 8 - Tang bị dẫn 9 - Chân gá 10 - Con lăn cuốn ống 11 - Cụm điều chỉnh sức căng băng Băng tải ống bao gồm tấm băng đƣợc đặt trên tang dẫn động, tấm băng này vừa là bộ phận kéo vừa là bộ phận tải liệu. Tấm băng chuyền đông đƣợc là nhờ lực ma sát khi tang dẫn quay. Động cơ điện cùng với hộp giảm tốc và các nối trục là các cơ cấu truyền động cho băng tải ống. Để nạp liệu vào băng tải ta dùng phễu lạp liệu , từ băng tải vật liệu đƣợc tháo ra qua phễu tháo liệu. Tấm băng đƣợc căng nhờ bộ phận căng lắp ở tang cuối hệ thống hay 23
  24. ở nhánh không tải. Tất cả các cụm chi tiết trên đƣợc lắp trên một khung đỡ. Băng đƣợc đỡ và định hình nhờ các con lăn dẫn hƣớng. Khi hệ thống làm việc, băng tải dịch chuyển trên các giá đỡ trục lăn mang theo vật liệu từ phễu nạp đến phễu tháo liệu. Muốn làm sạch băng tải ta có thể sử dụng bộ phận nạo. Tấm băng đƣợc căng nhờ bộ phận căng lắp ở tang cuối hệ thống hay ở nhánh không tải. 1.2. C¸c lÜnh vùc s¶n xuÊt øng dông thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc. 1.2.1. Kh¸i qu¸t chung. Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật nhiều ngành sản xuất công nghiệp và các ngành khác nhƣ nông nghiệp, du lịch cùng phát triển theo. Để nâng cao năng suất, tiết kệm sức ngƣời cũng nhƣ giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng, độ chính xác và an toàn thì các thiết bị vận tải liên tục đƣợc đƣợc ứng dụng rộng rãi trong các nghành sản xuất nhƣ xi măng, vận chuyển than, xỉ than trong các nhà máy nhiệt điện,vận chuyển hàng hóa trong các bến cảng, vận chuyển khoáng sản trong các hầm mỏ, vận chuyển nguyên liệu trong các nhà máy công nghệ vi sinh, vận chuyển hành khách ở những nơi du lịch, trong các siêu thị, vận chuyển hành lý của khách tại các sân bay nhƣ vậy các thiết bị vận tải liên tục có một phần đóng góp rất quan trọng trong rất nhiều các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế, xã hội nói chung và công nghiệp nói riêng. 1. Hệ thống băng tải trong các dây chuyền sản xuất của nhà máy: giày, thuốc, nước uống có ga Trong toàn bộ dây chuyền sản xuất của nhà máy thì dây chuyền băng tải là hệ thống quan trọng bậc nhất trong quy trình sản xuất của nhà máy. Băng tải đóng vai trò trung gian, là liên kết chặt chẽ giữa ngƣời lao động trực tiếp sản xuất với các hệ thống máy móc tự động khác. Đặc trƣng 24
  25. của tuyến băng tải là khối lƣợng công việc đòi hỏi là rất lớn và liên tục không có thiết bị nào thay thế đƣợc. Ứng dụng của tuyến băng tải trong sơ đồ công nghệ nhà máy sản xuất giày: giày từ nơi công nhân chế biến thô chƣa thành phẩm đƣợc đƣa lên hệ thống băng tải rồi qua lò điện trở gia nhiệt đƣợc đặt trên một phần băng để sấy khô keo gián ở 1000C. Lò điện trở trên dây chuyền sản xuất phải đảm bảo sau khi giày chuyển qua lò phải đƣợc khô keo gián, để đảm bảo đƣợc yêu cầu đó thì phải điều chỉnh hoặc tốc độ của băng tải hoặc phải điều chỉnh nhiệt độ của lò sao cho giày qua vẫn đảm bảo làm khô keo dán. Lò điện trở đƣợc bố trí trên băng phải đảm bảo sau khi giày đƣợc sấy keo đến cuối chiều dài băng tải nhiệt độ của giày phải có đủ thời gian hạ xuống một lƣợng nào đó để có thể chuyển sang công đoạn tiếp theo mà không gây nguy hiểm cho ngƣời lao động. Lß ®iÖn trë H×nh 1.7. Bè trÝ lß ®iÖn trë trªn b¨ng t¶i Sau khi đƣợc sấy, giầy đƣợc băng tải tiếp tục đƣa vào nơi chứa sản phẩm đã hoàn thiện để tiếp tục các công đoạn tiếp theo của quy trình sản xuất. 2 ) Hệ thống băng tải trong dây chuyền sản xuất của nhà máy xi măng: Việc xây dựng băng tải này không chỉ cho phép giảm chi phí đầu vào cho nhà máy, mà quan trọng hơn là góp phần giảm lƣu lƣợng xe qua lại để chở nguyên liệu cho nhà máy, giảm ô nhiễm môi trƣờng do vận chuyển nguyên liệu vào nhà máy gây ra.Ứng dụng của băng tải trong dây chuyền khai thác, vận chuyển và sơ chế nguyên liệu nhƣ sau: Các chất phụ gia nhƣ cát, quặng sắt, thạch cao đƣợc vận chuyển từ dƣới tàu tại cảng nhập về kho bãi. Trong quá trình vận chuyển và cất vào kho các nguyên vật liệu này đƣợc đồng nhất bằng cách đổ nguyên liệu từ trên cao xuống. Còn đất sét và đá vôi sau khi đƣợc 25
  26. khai thác từ mỏ sẽ đƣợc vận chuyển đến máy nghiền. Khi đã đƣợc đổ thành đống xong, Reclaimer sẽ hoạt động. Nó tiến hành vận chuyển đá lên băng tải với năng suất 350 tấn/h. Băng tải vận chuyển đến Hopper 21BN1 rồi cung cấp cho Raw Mill nghiền đá thành bột. Đống đá cung cấp cho mác xi măng đƣợc vận chuyển tới Dump Hopper 21DH1 sau đó đƣợc băng tải đƣa đến Limestone 26BN153, 26BN253 trong khu nhà nghiền xi măng. Đất sét và cát đƣợc nghiền nhỏ bởi một máy nghiền, rồi đƣợc băng tải vận chuyển về kho 21SY2 và đƣợc đổ thành đống thông qua Stacker 21SK2 với năng suất 300 tấn/h. Tại kho Reclaimer 21RR2 hoạt động với năng suất 100tấn/h. Thông qua hệ thống băng tải, đất sét đƣợc vận chuyển đến Clay Hopper 21BN2. Cát ở kho đƣợc đƣa đến Dump Hopper 21DN2 bằng máy súc, sau đó đƣợc vận chuyển tới Silica Hopper 21BN3. Quặng sắt, cát, thạch cao đƣợc vận chuyển đến băng tàu và sẽ đƣợc đƣa lên bằng cần cẩu 21SL31. H×nh 1.8.B¨ng t¶i trong nhµ m¸y xi m¨ng 26
  27. Thông qua băng tải ngang 21BCL3. Vật liệu đƣợc đƣa đến kho 21SY3 cát và thạch cao đƣợc đƣa tới máy nghiền 21CR1. Còn quặng sắt đã ở dạng bột nên bỏ qua công đoạn nghiền. Nguyên liệu đốt là than đƣợc vận chuyển bằng tàu từ nơi khác đến sẽ đƣợc cần cẩu 21SL31 xúc lên băng tải. Than đƣợc băng tải đƣa đến và đổ vào kho thông qua Stacker 21SK31 với năng suất 150tấn/h. Cũng nhƣ đối với đá vôi than đƣợc đổ thành hai đống theo chiều dài của kho. Sau khi than đƣợc đổ thành đống Reclaimer hoạt động để vận chuyển than lên băng tải vảo Hopper và cung cấp cho Cool Mill. Quá trình đồng nhất nguyên liệu diễn ra nhƣ sau: Tất cả các loại nguyên liệu đƣợc đƣa đến hệ thống cân băng tải trƣớc khi đƣợc đƣa đến một cái phễu, nhằm mục đích giữ cho các nguyên liệu trong bột chiếm một tỉ lệ nhất định. 3 ) Hệ thống băng tải trong công nghiệp hàng không: Có ứng dụng và đạt hiệu quả cao. Hành khách và hành lý đƣợc vận chuyển qua hệ thống băng tải hiện đại, tiết kiệm đƣợc thời gian cho hành khách và có thể vận chuyển đƣợc những hành lý lớn và nặng, chia những hành lý theo trọng lƣợng và đƣa đến nơi cất giữ. Băng tải hành lý đặc trƣng bởi các khâu tuần hoàn của các tấm hình thang hoặc lƣỡi liềm liên kết với nhau để tạo ra vòng khép kín, bề mặt băng tải khớp lại với nhau, có thể định dạng thành nhiều kiểu dáng. Cơ cấu này phù hợp cho chức năng giữ và sắp xếp hành lý trong các phi trƣờng và ở mọi quy mô. Thông thƣờng tốc độ làm việc khoảng (12 – 24)m/ph, theo chiều kim đồng hồ hay ngƣợc lại để đáp ứng các nhu cầu của 27
  28. H×nh 1.9. HÖ thèng b¨ng t¶i hµnh lý khách hàng. Hệ thống có thể đƣợc điều khiển bằng tay hay tự động tùy vào quy mô đầu tƣ. Với thiết kế đáng tin cậy và cứng vững này đã thỏa mãn và vƣợt qua tất cả các chỉ tiêu công nghệ. 1.3. c¸c yªu cÇu vÒ kü thuËt vµ ®iÒu khiÓn truyÒn ®éng ®iÖn cho thiÕt bÞ vËn t¶I liªn tôc 1.3.1. C¸c yªu cÇu chung.[ Tr 66,3] Chế độ làm việc của các thiết bị vận tải liên tục là chế độ dài hạn với phụ tải hầu nhƣ không đổi. Theo yêu cầu công nghệ hầu hết các thiết bị vận tải liên tục không yêu cầu điều chỉnh tốc độ. Trong các phân xƣởng sản xuất theo dây chuyền có nơi yêu cầu dải điều chỉnh tốc độ D = 2 : 1 để tăng nhịp độ làm việc của toàn bộ dây chuyền khi cần thiết. 28
  29. Hệ truyền động các thiết bị vận tải liên tục cần đảm bảo khởi động đầy tải. Mô men khởi động của động cơ Mkd = (1.6 ~ 1.8)Mdm . Bởi vậy nên chon động cơ truyền động thiết bị vận tải liên tục là loại động cơ có hệ số trƣợt lớn, rãnh stato sâu để có hệ số mở máy lớn. Nguồn cung cấp cho động cơ truyền động các thiết bị vận tải liên tục cần có dung lƣợng đủ lớn, đặc biệt là đối với công suất động cơ ≥ 30kw, để khi mở máy không ảnh hƣởng đến lƣới điện và quá trình khởi động đƣợc thực hiện nhẹ nhàng và dễ dàng hơn. 1.3.2. Yªu cÇu vÒ ®iÒu khiÓn. Vì hầu hết các thiết bị vận tải liên tục không yêu cầu điều chỉnh tốc độ lên không quan tâm đến quá trình điều chỉnh tốc độ động cơ, mà chỉ quan tâm đến mô men khởi động của động cơ, cũng nhƣ chế độ làm việc của động cơ là chế độ làm việc dài hạn vì vậy ta lên chọn loại động cơ có những đặc tính phù hợp với các yêu cầu trên. Ngày nay hầu hết các động cơ truyền động của băng tải là động cơ điện xoay chiều vì loại động cơ này có rất nhiều ƣu điểm vƣợt trội so với động cơ điện một chiều, nhƣ không cần đến bộ biến đổi nguồn cung cấp từ xoay chiều sang một chiều mà có thể sử dụng trực tiếp điện áp từ mạng điện cung cấp chỉ cần thay đổi cấp điện áp sao cho phù hợ với cấp điện áp ghi trên động cơ, động cơ điện xoay chiều có cấu tạo đơn giản hơn so với động cơ điện một chiều vì vậy giá thành thấp hơn. 1) Thiết bị đo lường Đế hệ thống băng tải đƣợc làm việc chính xác trong dây chuyền sản xuất thì cần sử dụng một số các loại thiết bị đo lƣờng sau: Các thiết bị đo nhiệt độ: loại cặp, nhiệt điện trở và loại bức xạ nhiệt. Các thiết bị đo áp suất: Kiểu màng. Các thiết bị đo lƣu lƣợng: đo bằng cảm ứng hồng ngoại, thang đo Các thiết bị đo trọng lƣợng Các thiết bị đo mức: đo theo kiểu đếm xung, kiểu phao, kiểu siêu âm. 29
  30. Các thiết bị đi nồng độ khí (CO, CO2). Các thiết bị đo nồng độ khói. Các camera phục vụ cho việc theo dõi những điểm trọng yếu của hệ thống sản xuất nói chung cũng nhƣ dây chuyền băng tải nói riêng. Các van dùng để điều khiển bằng điện hoặc khí. Các chỉ báo vị trí cho việc đóng mở các van theo %. Các thiết bị bảo vệ cho băng tải: + Cảm biến tốc độ. + Cảm biến độ lệch băng. + Thiết bị để dừng khẩn cấp khi băng tải bị sự cố (Giật bằng tay). 2) Điều khiển băng tải Để điều khiển cũng nhƣ vận hành băng tải trƣớc hết phải kiểm tra các thiết bị trên băng tải, kiểm tra sự sẵn sàng làm nhiệm vụ của băng tải. a. Chế độ vận hành tự động (từ phòng điều khiển trung tâm): Theo quy định việc khởi động các băng tải đƣợc thực hiện từ phòng điều khiển trung tâm (khởi động từ xa). Sơ đồ điều khiển các động cơ điện của băng tải đƣợc bố trí thích hợp, để tiến hành khởi động các băng từ bảng điều khiển trung tâm. Để điều khiển tự động từ bảng điều khiển bằng các khóa điều khiển, phải chọn sơ đồ cấp liệu. Sau khi đặt khóa điều khiển vào vị trí tự động các đèn vị trí của thiết bị này sẽ nhấp nháy. Sau đó tín hiệu từ sơ đồ khởi động trung tâm sẽ chạy băng cuối cùng theo tuần tự của tuyến băng tải b. Chế độ vận hành tại chỗ: Chế độ này đƣợc vận hành tại bảng điều khiển đặt gần cơ cấu truyền động của băng tải, việc thực hiện chế độ này bằng cách ấn nút khởi động và nút dừng tại hộp điều khiển, công việc do công nhân vận hành băng tải trực tiếp thực hiện. 30
  31. Khi vận hành băng tải ở vị trí tại chỗ các khóa điều khiển ở bảng điều khiển trung tâm phải đƣợc đƣa về vị trí điều khiển tại chỗ. Trƣờng hợp này các liên động và bảo vệ công nghệ không tác động. Khi vận hành băng tải tại chỗ, ngƣời công nhận vận hành phải ấn nút phát tín hiệu âm thanh báo trƣớc sau đó mới đƣợc ấn nút chạy động cơ điện của băng tải. Việc dừng băng tải cũng đƣợc thực hiện bằng cách ấn nút dừng. c. Chế độ vận hành độc lập: Chỉ đƣợc phép khi sửa chữa thiết bị băng tải hoặc điều chỉnh băng. Trong chế độ này các liên động không tác động. Khi vận hành độc lập khóa điều khiển phải đƣợc đƣa về vị trí vận hành độc lập. Ngƣời công nhân vận hành băng tải thực hiện ấn nút khởi động hoặc dừng băng tải tại hộp điều khiển ở gần cơ cấu truyền động của băng. Sau khi khởi động băng tải cũng nhƣ lúc băng tải đang mang tải, công nhân vận hành phải thƣờng xuyên kiểm tra sự làm việc của băng tải. Cƣờng độ dòng điện của động cơ kéo băng tải không đƣợc vƣợt quá trị số giới hạn đánh dấu bằng vạch đỏ trên ampe kế của chúng đặt tại phòng điều khiển trung tâm. 1.3.3. Yªu cÇu vÒ ®éng c¬ truyÒn ®éng vµ hÖ truyÒn ®éng ®iÖn. Do hệ thống băng tải là thiết bị hoạt động ở chế độ dài hạn, khởi động đầy tải do vậy cần mô men khởi động đủ lớn để đáp ứng yêu cầu tải. Động cơ không đồng bộ có thể đáp ứng đƣợc những yêu cầu trên. Động cơ không đồng bộ: là loại động cơ phù hợp với thiết bị có công suất nhỏ, rẻ, chắc chắn, độ tin cậy cao.So với các loại động cơ điện dùng trong công nghiệp thì động cơ không đồng bộ đƣợc dùng nhiều hơn cả và chúng đang dần thay thế các loại động cơ một chiều. Đến nay đã có phần lớn các cầu trục đƣợc trang bị bằng động cơ không đồng bộ, nhiều cơ cấu của máy cắt gọt kim loại, truyền động phụ của máy cán và nhiều cơ cấu trong lĩnh vực công nghiệp cũng sử dụng động cơ không đồng bộ. Còn với một số truyền động trong thực tế dùng nhiều nhƣ băng tải, quạt gió, bơm 31
  32. nƣớc có công suất không lớn thì hầu nhƣ chỉ sử dụng động cơ không đồng bộ. 1) TÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬ cho b¨ng t¶i [ Tr66,3] Tính chọn công suất động cơ cho băng tải thƣờng theo công suất cảm tính.Chế độ quá độ không tính đến vì số lần đóng cắt ít,không ảnh hƣởng đến chế độ tải của động cơ truyền động.Phụ tải của thiết bị vận tải liên tục thừng ít thay đổi trong quá trình làm việc lên không cần thiết phải kiểm tra theo điều kiện phát nóng và quá tải.Trong điều kiện nặng nề của thiết bị cần kiểm tra theo điều kiện mở máy. Sau đây là phƣơng pháp tính chọn công suất động cơ truyền động băng tải.Trên hình 1.1.2.cho thấy một lực bất kì f theo phƣơng thẳng đứng đặt trên mặt nghiêng có thể chia thành hai thành phần. f fn ft ( 1.3 ) fn vuông góc với mặt phẳng nghiêng β ft song song với mặt phẳng nghiêng 32
  33. v L ft fn H fr L H×nh 1.10. S¬ ®å tÝnh to¸n lùc cña b¨ng t¶i F1 L. .cos .k1.g ( 1.4 ) Vì thành phần pháp tuyến fn L. .cos .g tạo ra lực cản (ma sát)tronđỡ và giữa băng tải với các con lăn. Trong đó: β là góc nghiêng của băng tải L là chiều dài băng tải ә là khối lƣợng vật liệu trên 1m băng tải k1 là hệ số tính đến lực cảnkhi dịch chuyển vật liệu k1=0.05. Công suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu là. 1 F1.v L. .cos .k1.g.v ( 1.5 ) Lực cản do các ma sát sinh ra khi băng tải chuyển động không tải là: F2 2L. b .cos .k2 .g ( 1.6 ) K2 là hệ số tính đến lục cản khi không tải. 33
  34. әb là khối lƣợng băng tải trên 1m chièu dài băng Công suất cần thiết để khắc phục lực cản ma sát là. 2 F2 .v 2L. b .cos .k2 .g.v ( 1.7 ) Lực cần thiết để nâng vật: F3 L. .sin .g ( 1.8 ) Trong biểu thức trên lấy dấu(+)khi tải đi lên dấu(-)khi tải đi xuống. Công suất nâng bằng: 3 F3 .v L. .sin .g.v ( 1.9 ) Công suất tĩnh của băng tải 1 2 3 (L. .cos .k1 2L. b .cos .k2 L. .sin )g.v ( 1.10 ) Công suất động cơ truyền động đƣợc tính theo công thức sau: dc k3. ( 1.11 ) Trong đó K3 là hệ số dự trƣ về công suất(K3=1,2~1,25) η là hiệu suất truyền động 2) CÊu t¹o ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r« to lång sãc Cấu tạo của động cơ không đồng bộ đƣợc thể hiện trên hình (1.11 ) gồm hai bộ phận chủ yếu là ro to và stato, ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy. Trên hình ( 1.11 ) vẽ mặt cắt ngang trục máy, cho thấy rất ro lá thép ro to và stato. - Stato là phần tĩnh gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy.Lõi thép stato hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện đƣợc dập rãnh bên trong ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hƣớng trục lõi thép đƣợc ép vào trong vỏ máy. Dây quấn stato 34
  35. H×nh 1.11. CÊu t¹o cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé làm bằng dây quấn bọc cách điện đƣợc đặt trong các rãnh của lõi thép khi dòng điện ba pha chạy trong ba pha dây quấn stato sẽ tạo ra từ trƣờng quay. - Rô to: là phần quay gồm lõi thép, dây quấn và trục quay: lõi thép gồm các lá thép kỹ thuật điện đƣợc dập thành rãnh mặt ngoài ghép lại tạo thành các rãnh theo hƣớng trục. Ở động cơ công suất nhỏ lồng sóc đƣợc chế tạo bằng cách đúc nôm vào các rãnh lõi thép rô to tạo thành thanh nhôm hai đầu đúc vòng ngằn mạch và cánh quạt làm mát 35
  36. Chương 2 Mét sè hÖ thèng thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc trong c«ng nghiÖp 2.1. kh¸i qu¸t chung Hiện nay với sự phát triển của khoa học kĩ thuật cao, công nghệ hiện đại và ngành nghề đa dạng nhiều chủng loại. Các công trình xí nghiệp và nhà máy đƣợc xây dựng tại những nơi có địa hình phức tạp nhƣng lại mong muốn hệ thống dây truyền sản xuất phải liên tục,sản phẩm khi tạo ra phải có chất lƣợng tốt, giảm đƣợc chi phí đầu vào, giảm lƣu lƣợng phƣơng tiện vận chuyển qua lại để chở nguyên vật liệu cho nhà máy – xí nghiệp, giảm ô nhiễm môi trƣờng do phƣơng tiện vận chuyển nguyên liệu ra (vào) nhà máy gây ra. Các máy móc thông thƣờng không thể đáp ứng đƣợc yêu cầu đó, trong khi đó hệ thống băng tải không những đáp ứng đƣợc các yêu cầu của nhà máy đó là sản xuất một cách liên tục, đồng đều, có thể xây dựng những địa hình vô cùng phức tạp mà còn rất đa dạng về chủng loại và đạt đƣợc mục tiêu đó là bảo vệ môi trƣờng. Hệ thống băng tải là bƣớc đột phá trong kỹ thuật vận, nhờ các ƣu điểm nổi bật nhƣ: khả năng vận chuyển xa, linh hoạt trong các địa hình (uốn cong, dốc) không làm hao phí vật liệu vận chuyển trƣớc các điều kiện của thời tiết và không làm ô nhiễm môi trƣờng xung quanh. Với các thiết kế nhỏ gọn, chiếm ít diện tích lắp đặt nhƣng công suất làm việc lại cao. Băng tải đƣợc sử dụng để vận chuyển các vật liệu rời từ rất lâu nhờ những ƣu điểm là có cấu tạo đơn giản, bền. Có khả năng vận chuyển theo phƣơng nằm ngang, nghiêng với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suất cao và tiêu hao năng lƣợng không lớn lắm. 36
  37. 2.2. hÖ thèng b¨ng t¶i trong c«ng nghiÖp xi m¨ng Thiết bị vận tải liên tục đóng vai trò rất quan trọng trong ngành công nghiệp sản xuất xi măng. Trong ngành công nghiệp sản xuất xi măng sử dụng các thiết bị vận tải liên tục để vận chuyển nguyên vật liệu: + Qúa trình nghiền liệu và vận chuyển vật liệu + Công đoạn nghiền than + Vận chuyển vật liệu + Hệ thống nạp liệu + khâu suất xi măng 2.2.1. CÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cña hÖ thèng xÕp bao xi m¨ng xuèng tµu thñy cña c«ng ty xi m¨ng CHINFON[ Tr 55, 5] 1. Giới thiệu chung về hệ thống Hệ thống xếp bao xi-măng xuống tàu (Ship loader For Sacks) của nhà máy xi-măng Chinfon Hải phòng là một trong những hệ thống xếp dỡ có công nghệ tiên tiến hàng đầu thế giới, đƣợc chế tạo bởi hãng F.L.Smidth & Co.S/A của Đan Mạch. Với vị trí đặc biệt của thiết bị trong dây truyền sản xuất công nghệ, hệ thống đƣợc sử dụng để sản xuất xi-măng bao loại 50Kg xuống tàu với công suất 100 tấn/h. 2. Đặc điểm chung của hệ thống a. Điều kiện khí hậu Nhiệt độ lớn nhất + 400C Nhiệt độ thấp nhất + 50C Độ ẩm tƣơng đối .+ 90% ÷ 35% Nhiệt độ làm việc bình thƣợng + 300C b. Đặc điểm về khí hậu Điện áp nguồn cung cấp chính 3 pha, 3 dây 380V AC 37
  38. Tần số dòng điện 50Hz Mức độ dao động điện áp ± 5% ± 10% Điện áp cung cấp cho động cơ .3 pha 380V AC Điện áp cung cấp cho mạch điều khiển 2 pha 220V AC Điện áp cung cấp cho mạch tín hiệu & bảo vệ 24V DC Điện áp cung cấp cho bộ điều khiển PLC 24V DC Dung lƣợng cắt của thiết bị bảo vệ 35KA trong 1s 3. Cấu tạo hệ thống điện của Ship Loader a. Tủ điều khiển chính (Switchboard) Tủ điều khiển chính (Swicthboard) đƣợc chế tạo bằng thép hình khối chữ nhật, phía trong mặt sau có thêm một lớp vừa để bảo vệ vừa là giá để lắp đặt các thiết bị. Tủ còn có thêm các thiết bị phụ nhƣ quạt thông gió, bộ sấy và hệ thống chiếu sáng bên trong. 38
  39. H×nh 2.1. Ảnh chụp tủ điều khiển Nguồn điện cung cấp cho hệ thống đƣợc lấy từ trạm điện phụ tải 6/0,4KV (Local SubStation-62): LSS-62, thông qua MCC-62 (MCC: Motor Control Center). Điện áp mạch điều khiển 220V AC đƣợc cung cấp bởi biến áp nguồn T1 lấy điện từ Aptomat Q1, T1 có dung lƣợng 1000VA – 380/220V AC ( hình 2.2 ). Điện áp 24V DC đƣợc cung cấp bởi bộ biến đổi U1: 120W – 220V AC/ 24V DC. Để điều khiển và biết đƣợc các trạng thái của thiết bị, trong hệ thống tủ còn có các nút bấm và đèn tín hiệu đƣợc lắp bên ngoài tủ. Tại bảng điều khiển của tủ này dùng để điều khiển cho hệ thống nhƣ nâng – hạ cần, chạy ra – vào cần và chạy trình tự hệ thống. Bảng này còn có đèn báo lỗi và nút bấm xóa lỗi (Reset) khi hệ thống có báo lỗi. Dây dẫn trong tủ đƣợc quy định nhƣ sau: 39
  40. Ng•êi vÏ N Quèc Huy SHIP LOADER Ng•êi KT TS H X B×nh FOR SACKS Tr•êng §HDLHP Líp DCL101 Ngµnh §iÖn C«ng NghiÖp H×nh 2.2. S¬ ®å m¹ch ®éng lùc cña hÖ thèng 40
  41. o Mạch động lực 380V AC 3 pha – 3 dây mầu đen o Mạch điều khiển 220V AC 2 pha – 2 dây .mầu đen và xám o Mạch điều khiển 24V DC 2 pha – 2 dây mầu đỏ và trắng o Mạch tín hiệu và bảo vệ 24V DC 2 pha – 2 dây màu đỏ và trắng o Dây nối đất .màu vàng- xanh b. Hộp điều khiển tại chỗ LCB (Local Control Box) Hộp đƣợc làm bằng thép đặt tại bàn quay, bên trong hộp có các cầu nối và đƣợc khóa bên ngoài, ở mặt trƣớc có các nút điều khiển. Nút bấm có các loại nhƣ sau: o Nút bấm kép đƣợc reset khi bỏ tay dùng cho nâng với hai tốc độ nhanh và chậm. o Nút bấm kép đƣợc reset khi bỏ tay dùng cho hạ với tốc độ nhanh và chậm. o Nút bấm kép đƣợc reset khi bỏ tay dùng cho quay ra với tốc độ nhanh và chậm. o Nút bấm kép đƣợc reset khi bỏ tay dùng cho quay vào với tốc độ nhanh và chậm. o Nút bấm kép đƣợc reset khi bỏ tay dùng cho di chuyển ra phía trƣớc băng tải T4. o Nút bấm kép đƣợc reset khi bỏ tay dùng cho di chuyển ra phía sau băng tải T4. o Nút ấn cho việc lấy bao. 41
  42. o Nút ấn cho việc dừng lấy bao. o Nút ấn hình nấm dùng cho việc dừng khẩn cấp. 4. Lắp đặt điện Cáp điện đƣợc đặt trong máng cáp không nắp rộng 60 cm sơn màu xanh nhạt. o Cáp điện mạch động lực và cáp điện mạch điều khiển có vỏ bọc bằng nhựa PVC có nhiều lõi chịu đƣợc điện áp 0,6/ 1KV. o Mầu cáp đƣợc quy định nhƣ sau: Pha 1 mầu đen Pha 2 mầu nâu Pha 3 mầu xanh Dây nối đất màu vàng-xanh Đối với cáp nhiều lõi đƣợc đánh dấu bằng số và các đầu dây đều đƣợc kẹp đầu cốt để tiện cho việc đấu nối và sửa chữa. Nhiệt độ giới hạn -200C ÷ +700C, theo tiêu chuẩn bảo vệ IP – 67. Hộp nối dây đƣợc làm bằng kim loại và đƣợc sơn, tiêu chuẩn bảo vệ IP – 55, bên trong có các cầu nối. Cáp điện cấp cho động cơ nâng - hạ, quay là loại cáp bẹ dẹt lắp cố định trên hệ thống bánh xe chạy trên đƣờng ray với bán kính cong là 5,8m. 42
  43. H×nh 2.3. Ảnh chụp toàn cảnh hệ thống Ship Loader 2 Băng tải T2&T3(hai băng tải song song) 3 Bàn quay 5 7 1 T1 4 Băng tải T4 Cầ u 5 Cơ cấu quay ra vào cả ng 6 Cơ cấu nâng hạ cần T2 2 T3 7 Cơ cấu tiến lùi băng tải 4 T4 3 2. 2 2. Cầu cảng C LCB ấu tạ 7 o củ a cơ Hình 2.4. Mô hình hóa cấu tạo của cơ cấu ở S+350 cấ u Sh ip L oa de r 43 4
  44. 2.3. §•êng vËn t¶i kÕt hîp (Load line Conbined OpÎation) 2.3.1. §Æc ®iÓm chung cña ®•êng t¶i Hệ thống đƣờng tải “Load Line” bao gồm những thiết bị và sự sắp xếp cho việc chạy hệ thống nhƣ sau: o Thứ nhất: băng tải số 4 (1st Belt Conveyor No 4). o Thứ hai: bàn quay (2nd Giratory take of table). o Thứ ba: băng tải thẳng đứng số 2 và 3 (3rd Vertical Belt Conveyor No. 2 and 3). o Thứ tƣ: băng tải ngang theo nâng hạ cần số 1 (4th Belt Conveyor No. 1 Arm Belt). Việc khởi động hoặc dừng hệ thống đƣờng tải đƣợc thực hiện trình tự trong bộ điều khiển logic lập trình PLC bằng nút ấn khởi động hoặc kết thúc chu kỳ theo trình tự chạy đã đƣợc xắp xếp từ thứ nhất (1st): là băng tải T4 đến thứ 4 (4th): là băng tải T1. Điều kiện cần thiết cho việc khởi động hệ thống nhƣ sau: o Phần lắp đặt điện có điện áp. o Phần truyền động cơ khí không hỏng hóc. o Vùng làm việc của cần máy xếp bao xuống tàu từ -200 đến +120 theo chiều thẳng đứng nâng hạ cần. o Vùng làm việc của cần máy xếp bao xuống tàu từ +450 đến +900 theo chiều nằm ngang quay ra vào cần. Khi dừng hoặc kết thúc chu kỳ làm việc thì phải có tín hiệu báo dừng việc lấy bao. a. Liên động (Interlocking) Việc khởi động hệ thống đƣợc tuân theo trình tự. Thời gian khởi động giữa các thiết bị là 3s, thời gian này có thể điều chỉnh đƣợc. 44
  45. Thiết bị đầu tiên đƣợc vận hành là băng tải số 4 (T4), nhờ nút ấn khởi động chu kỳ làm việc cho phép lần lƣợt chạy đến thiết bị cuối cùng là băng tải số 1 (T1). Sau khi hệ thống đã hoạt động và không có bất kỳ một lỗi gì thì ngƣời vận hành ấn nút yêu cầu lấy bao. Nút yêu cầu lấy bao đƣợc lắp đặt ở hộp điều khiển tại chỗ LCB ở mạch bên của bàn quay để đƣa tín hiệu khởi động hệ thống vận chuyển bao, khi tín hiệu này bị mất thì hệ thống vận chuyển bao dừng hoàn toàn. Trong lúc chạy bất lỳ một bao nào của hệ thống Shiploader bị hỏng hoặc có sự cố phải dừng thì lúc này các thiết bị khác cũng dừng theo. Nếu trong lúc đang xuất hàng mà thiết bị có lỗi do cơ cấu nâng hạ cần hoặc cơ cấu ra vào cần thì hệ thống cũng dừng ngay lập tức. Nếu việc xuất hàng đã hoàn thành thì ngƣời vận hành phải kiểm tra lại ở trên băng tải xem còn bao xi-măng nào không nếu không còn thì ra lệnh bằng nút ấn dừng chu kỳ hoạt động, và nếu cần thiết thì đƣa Shiploader về điểm đỗ. b. Băng tải số 4 (T4) Băng tải T4 là thiết bị có nhiệm vụ nhận bao xi-măng từ bàn quay. Động cơ đƣợc cấp nguồn thông qua cuộn cuốn cáp bằng lò xo. Chiều dài dịch chuyển của băng tải T4 lớn nhất là 1m. Băng tải T4 này đƣợc lắp đặt trên cơ cấu nằm ngang và đƣợc dịch chuyển ra vào dƣới bàn quay linh hoạt. 45
  46. Hình 2.5. Ảnh chụp băng tải T4 và bàn quay Động cơ truyền động cho băng tải T4 có các chỉ tiêu thông số nhƣ sau: o Công suất định mức Pdm = 1.1KW. o Dòng điện định mức Idm = 2.8A. o Dòng điện khởi động Ikd = 10.2A. o Tốc độ động cơ n = 1500v/ph. o Động cơ đƣợc khởi động trực tiếp. o Bảo vệ quá tải động cơ bằng rơle nhiệt và có chuông báo. o Các thiết bị bảo vệ cơ bản khác: Aptomat, Contactor.  Các chức năng chạy – dừng và tín hiệu Để điều khiển chạy băng tải T4 bắt buộc phải điều khiển tại tủ điều khiển chính Switchboard theo trình tự và để biết đƣợc tình trạng của các thiết bị đã có các đèn xanh chỉ báo nhƣ sau: o Đèn xanh tắt khi dừng động cơ. 46
  47. o Đèn xanh sáng khi động cơ đang hoạt động bình thƣờng. o Đèn xanh nhấp nháy khi động cơ bị lỗi.  Các liên động (Interlocking) o Kiểm soát vòng quay. o Các công tắc hành trình cho cơ cấu dịch chuyển. c. Bàn quay  Vận hành Bàn quay là thiết bị có nhiệm vụ nhận bao xi-măng từ băng tải thẳng đứng T2 và T3 và quay chuyển bao ra băng tải T4. Động cơ truyền động cho bàn quay có các chỉ tiêu thông số nhƣ sau: o Công suất định mức Pdm = 0.75KW. o Dòng điện định mức Idm = 2A. o Dòng điện khởi động Ikd = 10A. o Tốc độ động cơ .n = 1500v/ph. o Động cơ đƣợc khởi động trực tiếp. o Bảo vệ quá tải động cơ bằng rơle nhiệt. o Các thiết bị bảo vệ cơ bản khác: Aptomat, Contactor.  Các chức năng chạy dừng và tín hiệu Tƣơng tự nhƣ băng tải T4 đã nêu ở trên, tức là: o Đèn xanh tắt khi dừng động cơ. o Đèn xanh sáng khi động cơ đang hoạt động bình thƣờng. o Đèn xanh nhấp nháy khi động cơ bị lỗi. d. Băng tải thẳng đứng (Hai băng tải song song T2 &T3)  Vận hành Băng tải T2 và T3 có nhiệm vụ nhận bao xi-măng từ băng tải T1 kẹp chặt bao bằng hệ thống lò xo giữa hai băng tải và vận chuyển xuống bàn quay. 47
  48. Động cơ truyền động cho 2 băng tải T2 và T3 gồm 2 động cơ giống hệt nhau, có các chỉ tiêu thông số nhƣ nhau: o Công suất định mức .Pdm = 2.2KW. o Dòng điện định mức .Idm = 5.2A. o Dòng điện khởi động Ikd = 32A. o Tốc độ động cơ n = 1500v/ph. o Động cơ đƣợc khởi động trực tiếp. o Bảo vệ quá tải động cơ bằng rơle nhiệt độc lập cho mỗi động cơ. o Các thiết bị bảo vệ cơ bản khác: Aptomat, khởi động từ Hình 2.6. Ảnh chụp băng tải T2&T3 song song và băng tải T1  Các chức năng chạy và dừng tín hiệu Các tín hiệu chạy và dừng đƣợc hiển thị trên bảng điều khiển chính Switchboard bằng đèn xanh chỉ báo nhƣ sau: 48
  49. o Đèn xanh tắt khi dừng động cơ. o Đèn xanh sáng khi động cơ đang hoạt động bình thƣờng. o Đèn xanh nhấp nháy khi động cơ bị lỗi. o Chỉ có một nút ấn cho chạy – dừng và một nút ấn khác cho việc reset của cả 2 động cơ.  Các liên động (Interlocking) o Kiểm soát vòng quay. o Công tắc giới hạn lệch băng tải. o Cả hai động cơ có chức năng nhƣ nhau nhƣng ngƣợc chiều nhau. Nếu 1 trong 2 động cơ dừng thì kéo theo các thiết bị khác dừng. e. Băng tải số 1 (T1)  Vận hành Băng tải T1 đƣợc lắp đặt nằm ngang trên cơ cấu nâng hạ cần có nhiệm vụ nhận bao xi-măng từ băng tải 27CB16 cho Shiploader 1 (27SL1) hoặc từ băng tải 27CB26 cho Shiploader 2 (27SL2), sau đó chuyển bao xi-măng xuống 2 băng tải thẳng đứng T2 và T3. Động cơ truyền động cho băng tải T1 có các chỉ tiêu thông số nhƣ sau: o Công suất định mức Pdm = 4KW. o Dòng điện định mức .Idm = 9.2A. o Dòng điện khởi động Ikd = 65A. o Tốc độ động cơ .n = 1500v/ph. o Động cơ đƣợc khởi động trực tiếp. o Bảo vệ quá tải động cơ bằng rơle nhiệt. o Các thiết bị bảo vệ cơ bản khác: Aptomat, Contactor.  Các chức năng chạy – dừng và tín hiệu Tƣơng tự nhƣ băng tải T4 49
  50. o Đèn xanh tắt khi dừng động cơ. o Đèn xanh sáng khi động cơ đang hoạt động bình thƣờng. o Đèn xanh nhấp nháy khi động cơ bị lỗi.  Các liên động (Interlocking) o Kiểm soát vòng quay. o Các công tắc hành trình cho cơ cấu dịch chuyển. f. Cơ cấu dịch chuyển băng tải số 4 tiến - lùi ở bàn quay Cơ cấu dịch chuyển băng tải T4 có nhiệm vụ tiến hoặc lùi, đoạn băng tải T4 đƣợc lắp đặt dƣới gầm bàn quay để đƣa bao xi-măng ra xa hoặc vào gần theo yêu cầu. Động cơ truyền động tiến lùi cho băng tải T4 có các chỉ tiêu thông số nhƣ sau: o Công suất định mức Pdm = 0.75KW. o Dòng điện định mức .Idm = 2A. o Dòng điện khởi động Ikd = 10A. o Tốc độ động cơ .n = 1500v/ph. o Động cơ đƣợc khởi động trực tiếp. o Bảo vệ quá tải động cơ bằng rơle nhiệt. o Các thiết bị bảo vệ cơ bản khác: Aptomat, Contactor đảo chiều quay cho động cơ. Các chức năng chạy – dừng và tín hiệu o Cơ cấu này không nằm trong nhóm các thiết bị tự động của hệ thống đƣờng tải và không thể khởi động đƣợc ở tủ điều khiển chính. Nó chỉ có thể khởi động đƣợc tại hộp điều khiển tại chỗ LCB bằng nút ấn của hành trình tiến hoặc lùi. Các hành trình đƣợc khống chế bằng các công tắc giới hạn. 50
  51. o Động cơ này không thể trực tiếp chạy ngƣợc chiều lại ngay mà phải sau 3s mới có thể đảo chiều đƣợc sau khi ta ấn vào nút ấn tiến hoặc lùi. 2.3.2. Giíi thiÖu s¬ ®å hÖ thèng ®iÖn vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cho c¬ cÊu dÞch chuyÓn b¨ng t¶i T4 ch¹y tiÕn lïi 1. S¬ ®å hÖ thèng ®iÖn  Chức năng các phần tử trong sơ đồ di chuyển tiến – lùi băng tải T4 o M4: động cơ không đồng bộ roto lồng sóc của cơ cấu chạy ra – vào băng tải T4 o Q8: Aptomat bảo vệ và cấp nguồn động lực cho động cơ M4. o KM9A: Contactor đóng cấp nguồn cho động cơ chạy tiến (Advance). 51
  52. Ng•êi vÏ N Quèc Huy SHIP Ng•êi KT H TS X B×nh LOADER Tr•êng §HDLHP FOR SACKS Líp DCL101 Ngµnh §iÖn C«ng NghiÖp H×nh 2.7. S¬ ®å hÖ thèng c¬ cÊu dÞch chuyÓn b¨ng t¶i T4 52
  53. KM10R: Contactor đóng cấp nguồn cho động cơ chạy lùi (Retrocession). 2. Nguyên lý hoạt động của cơ cấu dịch chuyển chạy tiến – lùi băng tải T4 Ở trạng thái sẵn sàng ban đầu Aptomat tổng Q4 cấp nguồn động lực chính 3 pha 380V AC đƣợc đóng và Aptomat Q8 cấp nguồn động lực 3 pha 380V AC cho cơ cấu dịch chuyển ra vào băng tải T4, cùng các Aptomat Q1 và Q15 cấp nguồn điều khiển 220V AC, Aptomat Q16 cấp nguồn 24V DC cho PLC, mạch tín hiệu và bảo vệ đƣợc đóng đồng thời. Các thiết bị bảo vệ sẽ không tác động nếu không có bất cứ một lỗi nào xảy ra. a ) Điều khiển tại chỗ cơ cấu dịch chuyển băng tải T4 chạy tiến Khi ấn vào nút ấn S28 ở ( hình 2.8 ) cột 1 thì rơle KA30.OA (11 - 1) có điện 220V AC, nó sẽ đóng tiếp điểm phụ thƣờng mở NO KA30.OA ở 12.1 đƣa tín hiệu vào bộ điều khiển lập trình PLC thông qua đầu vào số DI (Digital Input): DI33.3 nhƣ chƣơng trình điều khiển PLC: (TB3; Segment 21; FB12). Khi đó ở mạch ngoài rơle KM34.AA ở (12 - 3) sẽ có điện, tiếp điểm phụ thƣờng mở NO KA33.AA ở (11 - 4) của mạch điều khiển động lực đƣợc đóng lại, lúc này cuộn hút của Contactor KM9.A ở (11 - 4) có điện 220V AC ở mạch điều khiển, khi đó các tiếp điểm chính của Contactor này ở mạch động lực cùng đƣợc đóng lại. Do đó động cơ M4 đƣợc cấp điện 3 pha 380V AC, lúc này động cơ M4 sẽ làm việc ở cơ cấu dịch chuyển băng tải T4 chạy tiến. b ) Điều khiển tại chỗ cho cơ cấu dịch chuyển băng tải T4 chạy lùi Khi ấn vào nút S29 ở ( hình 2.8 ) cột 2 thì rơle KA31.OR (11 - 2) có điện 220V AC, nó sẽ đóng tiếp điểm phụ thƣờng mở NO của rơle KA31.OR ở (12 - 1) đƣa tín hiệu vào bộ điều khiển lập trình PLC thông qua đầu vào số DI: DI02.4 và sau đó PLC xử lý cho tín hiệu ở đầu ra thông qua đầu ra số DO: DO33.4 nhƣ chƣơng trình điều khiển PLC: 53
  54. (PB3; Segment 21; FB12). Khi đó ở mạch ngoài rơle KA35.AR ở (12 - 3) sẽ có điện thì tiếp điểm phụ thƣờng mở NO của rơle KA35.AR ở (11 - 5) của mạch điều khiển đƣợc đóng lại. Lúc này cuộn hút của Contactor KA10.R ở (11 - 5) có điện 220V AC ở mạch điều khiển khi đó các tiếp điểm chính của Contactor này ở mạch động lực cùng đƣợc đóng lại. Động cơ M4 đƣợc cấp điện 3 pha 380V AC, lúc này động cơ M4 sẽ làm việc ở cơ cấu dịch chuyển băng tải T4 chạy lùi. Ng•êi vÏ N Quèc Huy SHIP Ng•êi KT TS H X B×nh LOADER Tr•êng §HDLHP FOR SACKS Líp DCL101 Ngµnh §iÖn C«ng NghiÖp H×nh 2.8. M¹ch ®iÒu khiÓn b¨ng t¶i T4 tiÕn lïi 54
  55. C ) Bảo vệ cho động cơ của cơ cấu dịch chuyển băng tải T4 Động cơ M4 của cơ cấu dịch chuyển băng tải T4 chạy tiến hoặc lùi đƣợc bảo vệ quá tải và ngắn mạch bằng Aptomat Q8 giới hạn hành trình tiến bằng công tắc giới hạn S26 và giới hạn hành trình lùi bằng công tắc S27 nhƣ ( hình 2.8 ). Tín hiệu báo lỗi đƣợc PLC xử lý nhƣ chƣơng trình điều khiển PLC: (TB3; Segment 22; FB22) thông qua đầu ra DO33.5 cho ra mạch ngoài tủ điều khiển bằng đèn chỉ báo tín hiệu màu xanh H4 (12 - 6). 2.3.3. Giíi thiÖu s¬ ®å diÖn vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña ®•êng t¶i 1. Chức năng các phần tử trong sơ đồ cơ cấu của đƣờng tải o M5: Động cơ không đồng bộ roto lồng sóc của cơ cấu băng tải T4. o M6: Động cơ không đồng bộ roto lồng sóc của cơ cấu bàn quay. o M7 & M8: Động cơ không đồng bộ roto lồng sóc của cơ cấu 2 băng tải thẳng đứng. o M9: Động cơ không đồng bộ roto lồng sóc của cơ cấu băng tải T1. o Q9: Aptomat bảo vệ đóng, cắt nguồn cho động cơ M5. o Q10: Aptomat bảo vệ đóng, cắt nguồn cho động cơ M6. o Q11: Aptomat bảo vệ đóng, cắt nguồn cho động cơ M7 & M8. o Q12: Aptomat bảo vệ đóng, cắt nguồn cho động cơ M9. o KM11.T4: Contactor đóng, cắt nguồn cho động cơ M5 của băng tải T4. o KM12.RT: Contactor đóng, cắt nguồn cho động cơ M5 của bàn quay. o KM13.T2&T3: Khởi động từ đóng, cắt nguồn cho 2 động cơ M7 & M8 của 2 băng tải thẳng đứng T2 & T3. o KM14.T1: Contactor đóng, cắt nguồn cho động cơ M9 của băng tải T1. o F6 và F7: Rơle nhiệt bảo vệ cho động cơ M7 & M8. 55
  56. Ng•êi vÏ N Quèc Huy SHIP Ng•êi KT TS H X B×nh LOADER Tr•êng §HDLHP FOR SACKS Líp DCL101 Ngµnh §iÖn C«ng NghiÖp H×nh 2.9. S¬ ®å ®iÖn cña ®•êng t¶i 56
  57. Ng•êi vÏ N Quèc Huy SHIP Ng•êi KT TS H X B×nh LOADER Tr•êng §HDLHP FOR SACKS Líp DCL101 Ngµnh §iÖn C«ng NghiÖp H×nh 2.10. S¬ ®å ®iÒu khiÓn hÖ thèng ®•êng t¶i 57
  58. 2. Nguyên lý hoạt động của đường tải Ở trạng thái sẵn sàng ban đầu Aptomat tổng Q4 cấp nguồn động lực chính 3 pha 380V AC đƣợc đóng vào các Aptomat Q1 và Q15 cấp nguồn điều khiển 220V AC, Aptomat Q16 cấp nguồn 24V DC cho PLC, mạch tín hiệu và bảo vệ đƣợc đóng đồng thời. Các thiết bị bảo vệ sẽ không tác động nếu không có bất kỳ một lỗi nào. Các Aptomat Q9, Q10, Q11 và Q12 cùng đƣợc đóng cấp nguồn cho các động cơ M5, M6, M7 & M8, M9. Khi ngƣời vận hành ấn vào nút ấn S34 (March Transport) ở ( hình 2.10 ) để khởi động trình tự làm việc, tín hiệu đƣợc đƣa vào bộ PLC thông qua đầu vào DI03.3 sau đó PLC xử lý nhƣ chƣơng trình điều khiển PLC: (PB3; Segment 4) cho tín hiệu START thông qua đầu ra DO33.6. Khi đó mạch ngoài rơle KA37.AT4 ở (13 - 5) sẽ có điện, tiếp điểm phụ thƣờng mở NO KA37.AT4 ở (13 - 2) của mạch điều khiển đƣợc đóng lại, lúc này cuộn hút của Contactor KM11.T4 ở (13 - 2) có điện 220V AC ở mạch điều khiển khi đó các tiếp điểm chính của Contactor này ở mạch động lực cùng đƣợc đóng lại. Động cơ M5 có điện 3 pha 380V AC, lúc này M5 làm việc ở cơ cấu chạy băng tải T4. Đồng thời khi rơle KM11.T4 có điện thì tiếp điểm thƣờng mở NO KM11.T4 ở (13 - 6) cùng đƣợc đóng lại đƣa tín hiệu đến PLC thông qua đầu vào DI03.5 (Confirmation March) cho biết băng tải T4 đã chạy. Sau 3s (thời gian này đã đƣợc đặt trong chƣơng trình PLC), bộ điều khiển khả trình PLC sẽ đƣa tín hiệu khởi động cho bàn quay thông qua đầu ra DO06.0 cấp điện cho rơle mạch ngoài KA38.ART ở (14 - 1). Khi rơle KA38.ART có điện thì tiếp điểm phụ thƣờng mở NO KA38.ART ở (14 - 0) sẽ đóng lại, nên cuộn hút của Contactor KM12.RT ở (14 - 0) sẽ có điện 220V AC của mạch điều khiển. Khi đó các tiếp điểm chính của Contactor này ở mạch động lực cùng đóng lại do đó động cơ M6 có điện 3 pha 380V AC, lúc này động cơ M6 làm việc ở cơ cấu bàn quay (Rotary table). Đồng thời khi 58
  59. rơle KM12.RT có điện, tiếp điẻm thƣờng mở NO KM12.RT ở (14 - 1) đóng lại đƣa tín hiệu đến PLC thông qua đầu vào DI03.7 (Confirmation March) cho biết bàn quay đã chạy. Sau 3s tiếp theo (thời gian này đã đặt trong chƣơng trình PLC), bộ điều khiển khả trình PLC sẽ đƣa ra tín hiệu khởi động cho băng tải T2 và T3 thông qua đầu ra DO06.2 cấp điện cho rơle mạch ngoài KA45.AT2T3 ở (15 - 5) sẽ đóng lại, thì cuộn hút của Contactor KM13.T2T3 ở (15 - 5) sẽ có điện 220V AC của mạch điều khiển. Khi đó các tiếp điểm chính của Contactor này ở mạch động lực cùng đƣợc đóng lại. Do đó động cơ M7 và M8 cùng có điện 3 pha 380V AC, lúc này 2 động cơ cùng làm việc ở cơ cấu của 2 băng tải thẳng đứng và quay ngƣợc chiều nhau (do đã đƣợc đấu đảo pha ở hộp đấu dây của M8). Đồng thời khi rơle KM13.T2T3 ở (15 - 5) có điện thì tiếp điểm thƣờng mở NO KM13.T2T3 ở (16 - 3) sẽ đóng lại đƣa tín hiệu đến PLC thông qua đầu vào DI04.7 (Confirmation March), cho biết băng tải T2 và T3 đã chạy. Sau 3s (thời gian này đã đƣợc đặt trong chƣơng trình PLC), bộ điều khiển khả trình PLC sẽ đƣa ra tín hiệu khởi động cho băng tải T1 thông qua đầu ra DO06.4 cấp điện cho rơle mạch ngoài KA49.AT1 ở (17 - 4). Khi rơle KA49.AT1 có điện thì tiếp điểm phụ thƣờng mở NO KA49.AT1 ở (17 - 2) sẽ đóng lại khi đó cuộn hút của Contactor KM14.T1 ở (17 - 2) sẽ có điện 220V AC của mạch điều khiển. Lúc đó các tiếp điểm chính của Contactor ở mạch động lực cùng đƣợc đóng lại. Động cơ M9 đƣợc cấp điện 3 pha 380V AC, lúc này động cơ M9 làm việc ở cơ cấu băngn tải T1. Đồng thời khi rơle KM14.T1 ở (17 - 2) có điện thì tiếp điểm thƣờng mở NO KM14.T1 ở (17 - 5) sẽ đóng lại đƣa tín hiệu đến PLC thông qua đầu vào DI05.4 (Confirmation March), cho biết bănng tải T1 đã chạy. Kết thúc chu trình khởi động hệ thống đƣờng tải. Khi muốn lấy bao (Demand Sacks) thì ngƣời vận hành ấn vào nút ấn S30 ở bảng điều khiển tại chỗ LCB làm cho rơle KA32.DS ở (11 - 2) có điện 59
  60. 220V AC của mạch điều khiển. Khi đó tiếp điểm thƣờng mở NO KA32.DS ở (12 - 2) đóng lại và tín hiệu đƣợc gửi vào bộ điều khiển PLC thông qua đầu vào DI02.5. Bộ điều khiển PLC xử lý nhƣ chƣơng trình điều khiển PLC: (PB3; Segment 6; Sack Request) tín hiệu đầu ra mạch ngoài đƣợc đƣa tới tủ điều khiển rơle RYP – 62/PLC/62 (Relay Panel) trong trạm điện phụ khu vực LSS6 – 2. Tín hiệu yêu cầu lấy bao từ PLC – 62 đƣợc gửi tới trung tâm vận hành điều khiển nhà đóng bao chỉ thị trên màn hình điều khiển vận hành. Và từ đây ngƣời vận hành sẽ điều khiển cho máy đóng bao làm việc và băng tải nào sẽ chạy cấp bao xi-măng cho hệ thống Shiploader làm việc. Khi muốn dừng lấy bao thì ngƣời vận hành phải ấn nút ấn S31 ở hộp điều khiển tại chỗ LCB. Tín hiệu đƣợc gửi vào bộ điều khiển lập trình PLC và cũng đƣợc gửi tới trung tâm vận hành nhà đóng bao chỉ thị trên màn hình điều khiển vận hành dừng cấp bao xi-măng cho hệ thống Shiploader. 3. Các bảo vệ của hệ thống Ship Loader for Sacks  Bảo vệ phòng ngừa các lỗi do hệ thống điện Tất cả các động cơ đƣợc bảo vệ bằng các rơle nhiệt và bảo vệ ngắn mạch bằng các Aptomat. Các bảo vệ đƣợc liên động gửi tín hiệu để dừng thiết bị, các tín hiệu chỉ báo tại tủ điều khiển chính theo sự chỉ báo nhƣ sau: o Đèn vàng sáng khi có lỗi điện. o Đèn xanh nhấp nháy khi hệ thống đang chạy. o Chuông, còi sẽ kêu có thể dùng nút ấn để khử lỗi còi kêu.  Kiểm soát vị trí làm việc thông thƣờng và an toàn Việc kiểm soát vị trí đƣợc sử dụng công tắc Proximity Switches nhãn hiệu TEE, loại XS1 – M30MB230 có 2 dây, sử dụng điện áp 220V AC. Tất cả các vị trí điều khiển trong vận hành sử dụng các rơle phụ có nhiều cặp tiếp điểm. 60
  61. Khi vận hành tự động các giới hạn vị trí thông thƣờng cho phép dịch chuyển đối diện trực tiếp. Với việc vận hành tự động các giới hạn vị trí an toàn không cho phép dịch chuyển trừ phi cƣỡng ép thiết bị. Các CAM hoạt động trong các vị trí đƣợc kiểm soát, bản thân các Switches và các bulong bắt không bao giờ đƣợc lỏng dẫn đến mất tín hiệu làm cho giới hạn vị trí qua lớn.  Kiểm soát vòng quay của băng tải Việc kiểm soát vòng quay dùng thiết bị có nhãn hiệu TEE loại XSA – V – 1161 và đƣợc lắp đặt ở roller đầu cuối đối ngƣợc với động cơ tang cuốn (Drum). Khi có lỗi về vòng quay (có thể do kẹt hoặc trƣợt) nó sẽ gửi tín hiệu về rơle phụ để đƣa tín hiệu dừng tới thiết bị điều khiển, tín hiệu sẽ đƣợc hiển thị trên tủ điều khiển chính Switchboard theo chỉ báo sau: o Đèn vàng sáng báo lỗi kiểm soát vòng quay. o Đèn xanh sáng nhấp nháy chỉ báo có thể moto lỗi. o Còi kêu liên tục có thể dùng nút ấn để khử tín hiệu còi kêu, nhƣng đèn xanh vẫn nhấp nháy trong trƣờng hợp này.  Kiểm soát độ lệch ở các băng tải Kiểm soát độ lệch băng tải dùng thiết bị nhãn hiệu TEE loại XCR – T – 215 mỗi băng tải có 2 thiết bị kiểm soát, mỗi thiết bị đƣợc lắp ở một bên. Có 2 cặp tiếp điểm thƣờng mở NO (Normal Open) và thƣờng đóng NC (Normal Close). Tiếp điểm thƣờng đóng NC của cả 2 bộ kiểm soát đƣợc lắp nối tiếp nhau và sẽ dừng moto ngay khi bị tác động. 61
  62. Tiếp điểm thƣờng mở NO của cả 2 bộ kiểm soát đƣợc mắc song song với nhau đƣa tín hiệu vào rơle phụ dùng để chỉ báo tín hiệu ở bảng điều khiển khi có tác động. o Đèn vàng sáng báo lệch băng tải o Đèn xanh nhấp nháy chỉ báo băng tải nào bị tác động o Còi kêu liên tục có thể khử tiếng kêu bằng nút ấn o Có thể nới lỏng thiết bị kiểm soát độ lệch băng tải ra để chạy băng tải và chỉnh băng tải cho đến khi hết lệch thì ta có thể chạy lại hệ thống  Bảo vệ nhiệt trong động cơ ở tang cuốn-DRUM MOTOR o Trong động cơ DRUM cho băng tải có một thiết bị bảo vệ nhiệt. o Tín hiệu đƣa đến bảng điều khiển o Đèn vàng sáng: tín hiệu chung cho động cơ. o Đèn xanh sáng: là đèn tín hiệu chạy của thiết bị. o Còi kêu liên tục: có thể đƣợc khử lỗi bằng nút ấn.  Ngắt còi và kiểm tra đèn tín hiệu Trên tủ điều khiển có: o Một nút ấn để tắt còi, nó sẽ dừng kêu khi ấn. Mặt bên đèn báo lỗi FAULT PILOT vẫn tiếp tục sáng cho đến khi khắc phục hết lỗi. o Một nút ấn cho việc kiểm tra đèn tín hiệu.  Dừng khẩn cấp Trên bảng điều khiển và ở phía đƣới tủ còn có thêm một nút ấn hình nấm dùng để ấn khi gặp sự cố, nó sẽ làm dừng toàn bộ hệ thống. Nếu muốn chạy lại thì phải nhả nút ấn này ra. 62
  63. chương 3 x©y dùng ph•¬ng ¸n vËn t¶i hµng hãa nhiÒu h•íng b»ng thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc 3.1. §Ò XUÊT C¤NG NGHÖ [Tr 69, 3 ] S1 S3 S2 H×nh 3.1. S¬ ®ång c«ng nghÖ hÖ thèng b¨ng t¶i 63
  64. Giải thích sơ đồ Sơ đồ trên gồm: - 3 tuyến vận chuyển 1, 2 và 3; - 2 thùng chứa TP1 và TP2 ; - 3 silô S1, S2, và S3 ; - 6 băng tải BT1, BT2, BT3, BT4, BT5, BT6 ; - 6 Đèn báo làm việc của hệ thống băng tải ( BT1÷ BT6 ); - 4 Đèn báo trạng thái làm việc của van trên thùng chứa ( DV1 ÷ DV4 ) Thiết kế hệ thống băng tải nhƣ hình 3.1. Băng tải có ba dòng chuyển dịch vật liệu. Vật liệu đƣợc vận tải từ 1 đổ vào thùng phân phối TP1 sau đó vật liệu đƣợc phân phối theo hai đƣờng chính; đƣờng thứ 1 theo băng tải 2 và 3 đổ vào xilô S1, đƣờng thứ 2 theo băng tải 4 đổ vào thùng phân phối TP2. Từ đƣờng phân phối TP2 phân ra hai đƣờng nhánh: một theo băng tải 6 đổ vào xilô S2 nhánh thứ hai theo băng tải 5 đổ vào xilô S3. - Các yêu cầu chính khi thiết kế đối với hệ thống băng tải này gồm 1. Thứ tự khởi động các băng tải ngƣợc chiều dòng khởi động vật liệu 2. Dừng băng tải nào đó chỉ đƣợc phép khi băng tải trƣớc đó đã dừng 3. Phải có cảm biến báo tốc độ của mỗi băng tải và cảm biến báo có tải trên băng hoặc trong các thùng chứa + Thùng phân phối 1 quyết định cho băng tải 1 hoạt động hay dừng hoạt động. + silô 1 quyết định cho băng tải 2 và 3 dừng hoạt động hay dừng hoạt động. + Thùng phân phối 2 quyết định cho băng tải 4 hoạt động hay dừng hoạt động. + silô 3 quyết định cho băng tải 5 hoạt động hay dừng hoạt động. + silô 2 quyết định cho băng tải 6 hoạt động hay dừng hoạt động. ĐB1 ÷ ĐB6 hiển thị trạng thái làm việc của sáu băng tải tƣơng ứng. Van 1 và 2 đóng hoặc mở khi thùng phân phối 1 đƣợc ít hoặc đầy nguyên liệu. Van 3 và 4 đóng hoặc mở khi thùng phân phối 2 đƣớc ít hoặc đầy nguyên liệu. 64
  65. + Thùng phân phối 1 HIGH: tín hiệu báo mức cao của thùng phân phối 1 LOW: tín hiệu báo mức thấp của thùng phân phối 1 + Thùng phân phối 2 HIGH: tín hiệu báo mức cao của thùng phân phối 2 LOW: tín hiệu báo mức thấp của thùng phân phối 2 + Silô 1 HIGH: tín hiệu báo mức cao của silô 1 LOW: tín hiệu báo mức thấp của silô 1 + Silô 2 HIGH: tín hiệu báo mức cao của silô 2 LOW: tín hiệu báo mức thấp của silô 2 + Silô 3 HIGH: tín hiệu báo mức cao của silô 3 LOW: tín hiệu báo mức thấp của silô 3 65
  66. 3.2. THIÕT KÕ Tñ §IÖN §Éng lùc Hình 3.2. Sơ đồ mạch động lực. QT: Cầu dao tổng cấp nguồn cho mạch động lực. MC: Tiếp điểm chính của công tắc tơ tổng. Q1 ÷ Q6: Cầu dao đóng cắt cung cấp nguồn cho các động cơ. MC1 ÷ MC6: là tiếp điểm chính của các công tắc tơ. OC1 ÷ OC6: Là các rơle nhiệt dùng để bảo vệ quá nhiệt cho các động cơ M1 ÷ M6. M1 ÷ M6 là các động cơ truyền động chính cho băng tải BT1 ÷ BT6. 3.2.1. Giíi thiÖu cÊu t¹o nguyªn lý ho¹t ®éng cña mét sè c¸c phÇn tö trong m¹ch ®éng lùc -Aptomat dùng để đóng cắt không thƣờng xuyên trong các mạch điện. Cấu tạo của aptomat gồm hệ thống các tiếp điểm có bộ phận dập hồ quang, bộ phận tự động tự động cắt mạch để bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Bộ phận cắt mạch điện bằng tác động điện từ theo dòng cực đại, khi dòng vƣợt quá trị số cho phép chúng sẽ cắt mạch điện để bảo vệ thiết bị khi bị quá tải và ngắn mạch 66
  67. H×nh 3.3. ThiÕt bÞ ®ãng c¾t ®iÖn tù ®éng ( aptomat ) - Rơ le nhiệt đƣợc sử dụng để bảo vệ quá dòng hoặc quá nhiệt. Khi dòng điện quá lớn hoặc vì một lý do nào đó dòng điện cuộn dây động cơ quá cao rơ le nhiệt ngắt mạch điện để bảo vệ động cơ truyền động. Phần tử cơ bản của rơ le nhiệt là cơ cấu lƣỡng kim gồm có hai kim loại khác nhau về bản chất, có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau và đƣợc hàn lại với 67
  68. H×nh 3.4. R¬ le nhiÖt vµ m¹ch ®iÖn nhau. Bản lƣỡng kim đƣợc đốt nóng bằng điện trở có dòng điện của mạch cần bảo vệ chạy qua. Khi làm việc bình thƣờng sự phát nóng của điện trở này không đủ để cơ cấu lƣỡng kim biến dạng. Khi dòng điện vƣợt quá định mức bản lƣỡng kim bị đốt nóng và bị uốn cong, kết quả mạch điện của thiết bị bảo vệ hở. - Công tắc tơ và rơ le trung gian đƣợc dùng để đóng ngắt các mạch điện cấu tạo của chúng bao gồm các bộ phận chính sau đây. 1 Cuộn dây hút 2 Mạch từ tính 3 Phần động ( phần ứng) 4 Hệ thống tiếp điểm ( thƣờng đóng thƣờng mở ) Các tiếp điểm thƣờng mở của thiết bị chỉ đóng khi cuận dây hút có điện và ngƣợc lại các tiếp điểm thƣờng đóng mở ra khi cuộn dây hút có điện, đóng khi mất điện 68
  69. H×nh 3.5. C«ng t¾c t¬ 3.3. thiÕt kÕ ®iÒu khiÓn ®o l•êng møc c¸c thïng chøa 3.3.1. C¸c thiÕt bÞ ®o l•êng [ Tr 23,1 ] Trong quá trình sản xuất cũng nhƣ vận chuyển sản phẩm yêu cầu độ chính xác về số lƣợng và trọng lƣợng các sản phẩm cần có các thiết bị đo lƣờng với mức độ chính xác cao. Các thiết bị này có nhiệm vụ cân, đo sản phẩm. Để thực hiện phép đo có thể sử dụng nhiều cách khác nhau: đo trực tiếp và đó gián tiếp.Thiết bị đo lƣờng là những thiết bị kỹ thuật dùng để gia công tín hiệu mang thông tin đo thành dạng tiện lợi cho ngƣời quan sát. Mỗi loại thiết bị đều có tính năng riêng của nó. Trong đó có một số thiết bị đo thƣờng dùng trong các dây chuyền sản xuất của hệ thống băng tải là: - Thiết bị đo lƣu lƣợng trong các thùng chứa, silô: + Lƣu lƣợng kế siêu âm + Lƣu lƣợng kế điện từ + Lƣu lƣợng kế thể tích - Thiết bị đo mức trong các thùng chứa, silô: Đơn vị đo là cm + Đo mức khối lƣợng chất trong các silo và thùng chứa + Đo mức môi trƣờng làm việc - Thiết bị đo áp suất: Đơn vị đo là Pascal (Pa). Pa = N/m2 69
  70. + Đo áp suất gần bằng Pkq với thiết bị là Baromet Baromet chất lỏng Baromet hình ống Baromet tự ghi + Đo áp suất lớn hơn áp suất khí quyển với thiết bị sử dụng là Manomet Manomet chất lỏng, hở loại thẳng Manomet chất lỏng hở loại nghiêng Manomet chất lỏng kín Manomet kim loại dạng lò xo Manomet kim loại dạng hình ống + Đo áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển với thiết bị là chân không kế Áp kế thủy ngân đơn giản Áp kế Maxleot Áp kế Mozo - Thiết bị đo nhiệt độ: Đơn vị là Kenvin (0K) hoặc Cenxiut (0C) - Thiết bị đo thành phần và nồng độ khí CO, CO2 và nồng độ khói. - Thiết bị đo trọng lƣợng vật liệu trong thùng chứa, silô - C¸c bé c¶m biÕn quang ®iÖn Tíi PLC R 1 §I èt ph¸t quang ThiÕt bÞ dß quang 0 V H×nh 3.6. S¬ ®å m¹ch c¶m biÕn quang Trong đó R1 có tác dụng hạn chế dòng điện cho đèn phát 70
  71. Di èt ph¸t quang VËt thÓ ThiÕt bÞ dß quang häc a) §i èt ph¸t quang b ) ThiÕt bÞ dß quang Nguån s¸ng C¸c ch©n kÕt nèi ®iÖn VËt thÓ ThiÕt bÞ dß C ) quang häc H×nh 3.7. C¸c bé c¶m biÕn quang ®iÖn Các thiết bị chuyển mạch quang điện có thể vạn hành theo kiểu truyền phát, vật thể cần phát hiện sẽ chắn chùm sáng ( thƣờng là bức xạ hồng ngoại ), không cho chúng chiếu tới thiết bị dò ( hình 3.7 (b), hoặc theo kiểu phản xạ , vật thể cần phát hiện sẽ phản chiếu chùm sáng lên thiết bị dò ( hình 3.7 (a). 71
  72. Trong cả hai kiểu cực phát bức xạ thông thƣờng là diode phát quang (LED) thiết bị dò bức xạ có thể transistor, đƣợc gọi là cặp Darlington. Cặp Darlington làm tăng độ nhạy của thiết bị. Tùy theo mạch đƣợc sử dụng, đầu ra có thể đƣợc chế tạo để chuyển mạch đến mức cao hoặc mức thấp khi ánh sáng đến transistor. Các bộ cảm biến đƣợc cung cấp dƣới dạng các hộ cảm nhận sự có mặt của các vật thể ở khoảng cách ngắn, thƣờng nhỏ hơn 5 mm hình 3.7(c ) minh họa bộ cảm biến chữ U, trong đó vật thể ngăn chặn chùm sáng - Điode quang. Tùy theo mạch đƣợc sử dụng, đầu ra có thể đuwọc thiết kế để chuyển mạch đến mức cao hoặc mức thấp khi ánh sáng đập vào diode. Một kiểu thiết bị thƣờng sử dụng nữa là tế bào quang dẫn. ĐIện trở của tế bào quang dẫn, thƣờngng là cadmi sulphide, phụ thuộc vào cƣờng độ ánh sáng chiếu lên tế bào. +5 V Ánh sáng 3 4 2 Ngâ ra c¸c xung 6 100pF 5 H×nh 3.8. Bé chuyÓn ®æi ®iÖn ¸p tÇn sè Đối với các loại cảm biến nêu trên, ánh sáng đƣợc chuyển thành sự thay đối dòng điện, điện áp hoặc điện trở. Nếu tín hiệu ra đƣợc sử dụng theo 72
  73. độ đo cƣờng độ ánh sáng, thay vì sự hiện diện vắng mặt của vật thể trên đƣờng truyền sáng, tín hiệu này cần sự khuếch đại, sau đó chuyển từ analog sang digital bằng thiết bị chuyển đổi analog – digital. Một cách khác là sử dụng thiết bị chuyển đổi ánh sáng – tần số, sau đó ánh sáng chuyển đổi thành chuỗi xung có tần số là đo cƣờng độ ánh sáng. Các bộ cảm biến mạch tích hợp TSL220 kết hợp bộ cảm biến ánh sáng và bộ chuyển đổi điện áp – tần số ( hình 3.8 ) 3.3.2. C¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn[ Tr 35, 4 ] Để điều khiển hệ thống băng tải trƣớc hết phải có một phòng điều khiển trung tâm bao gồm: Trạm vận hành (IOS – Operator station) là giao diện giữa ngƣời và máy, ngƣời vận hành điều khiển các thiết bị và theo dõi quá trình hoạt động thông qua bàn phím và màn hình hiển thị (Màn hình hiển thị kiểu touch screen). H×nh 3.6. Tr¹m d÷ liÖu IDS ( Data base Station ) 73
  74. nó đƣợc sử dụng cho việc lƣu trữ dữ liệu của DCS. Phòng kỹ thuật (IES – Engineering work Station), đƣợc sử dụng làm nơi tạo ra các phần mềm cho DCS. Thiết bị đƣợc đặt trong phòng kĩ thuật là một máy tính cá nhân và phần mềm chạy trên hệ điều hành Windows. Ba thiết bị trên đƣợc đặt tại phòng điều khiển trung tâm (CCR). Ngoài ra các thiết bị phụ trợ khác nhƣ máy in đen trắng, máy in màu cũng đƣợc đặt tại CCR. Trạm điều khiển (ICS – Control Station), là tủ chứa bộ vi xử lý đa mạch vòng cơ bản và điều khiển chung. Đƣờng truyền dữ liệu (DPCS – F), truyền tải dữ liệu với tốc độ đƣờng truyền dữ liệu cao giữa trạm vận hành (IOS), trạm dữ liệu (IDS) và phòng kỹ thuật (IES). Bộ điều khiển logic khả trình PLC của SEMEN dùng để điều khiển các động cơ. Hệ thống băng tải làm việc cũng là lúc các tín hiệu đƣợc báo về phòng điều khiển trung tâm thông qua màn hình máy vi tính, ngoài ra hệ thống camera đƣợc đặt tại dây chuyền băng tải cho phép ngƣời vận hành biết đƣợc quá trình hoạt động cũng nhƣ các lỗi trong khâu sản xuất 3.4. thèng kª c¸c biÕn ®Çu vµo ®Çu ra cña hÖ thèng Ở đây các thống kê đầu vào và ra là các tín hiệu đầu vào và ra của PLC. Các biến vào và ra là các tín hiệu từ những cảm biến quang của các silô. Ta sẽ không kể đến những mức trung gian. Mà chỉ kể đến những đầu vào và ra quyết định cho băng tải chạy hay dừng, trong đó đầu vào là đèn báo hiệu mức cao quyết định cho băng truyền dừng không chạy nữa và đèn báo hiệu mức thấp sẽ quyết định cho silô chạy. 74
  75. Khi có một băng tải làm việc độc lập, không liên quan đến các thiết bị khác, điều khiển hệ truyền động bằng hệ thống nút bấm và công tắc tơ lắp trong tủ điện của băng tải. Thứ tự khởi động các động cơ truyền động băng tải ngƣợc chiều với dòng vận chuyển vật liệu. Dùng băng tải bất kì nào đó chỉ đƣợc phép khi băng tải trƣớc nó đã dừng. B¶ng 3.1. B¶ng ph©n tÝch c¸c ®Çu vµo ( DI ) cña hÖ thèng PLC STT Các đầu vào của hệ thống Các đầu vào (DI) của PLC 1 Nút dừng hệ thống (Stop) I2.0 2 Nút khởi động hệ thống (Start) I2.1 3 Băng truyền 1 họat động I0.0 4 Băng truyền 2 hoạt động I0.1 5 Băng truyền 3 hoạt động I0.2 6 Băng truyền 4 hoạt động I0.3 7 Băng truyền 5 hoạt động I0.4 8 Băng truyền 6 hoạt động I0.5 9 Tín hiệu mức thấp (cao) trên thùng phân phối 1 I0.6 quyết định cho băng tải 1 hoạt động hay dừng 10 Tín hiệu mức thấp (cao) trên thùng phân phối 2 I0.7 quyết định cho băng tải 4 hoạt động hay dừng 11 Tín hiệu mức thấp (cao) trên silô 1 quyết định I1.0 cho băng tải 2 và 3 sẽ hoạt độ ng 12 Tín hiệu mức thấp (cao) trên silô 2 quyết định I1.1 cho băng tải 6 sẽ hoạt động 13 Tín hiệu mức thấp (cao) trên silô 3 quyết định I1.2 75
  76. cho băng tải 5 ngƣng hoạt động 14 Cảm biến đo tốc độ của băng tải 6 quyết định I1.3 cho băng tải 4 và van V4 hoạt động 15 Cảm biến đo tốc độ của băng tải 5 quyết định I1.4 cho băng tải 4 và van V3 hoạt động 16 Cảm biến đo tốc độ của băng tải 4 quyết định I1.5 cho băng tải 1 và van V2 hoạt động 17 Cảm biến đo tốc độ của băng tải 3 quyết định I1.6 cho băng tải 2 hoạt động 18 Cảm biến đo tốc độ của băng tải 2 quyết định I1.7 cho băng tải 1 và van V1 hoạt động B¶ng 3.2. B¶ng ph©n tÝch c¸c ®Çu ra ( DO ) cña hÖ thèng PLC STT Các đầu ra của hệ thống Các đầu vào (DO) của PLC 1 Động cơ băng truyền 1 Q0.0 2 Động cơ băng truyền 2 Q0.1 3 Động cơ băng truyền 3 Q0.2 4 Động cơ băng truyền 4 Q0.3 5 Động cơ băng truyền 5 Q0.4 6 Động cơ băng truyền 6 Q0.5 7 Đèn báo băng tải BT1 làm việc Q0.6 8 Đèn báo băng tải BT2 làm việc Q0.7 9 Đèn báo băng tải BT3 làm việc Q1.0 76
  77. 10 Đèn báo băng tải BT4 làm việc Q1.1 11 Đèn báo băng tải BT5 làm việc Q1.2 12 Đèn báo băng tải BT6 làm việc Q1.3 13 Đèn báo mức cao của TP1 Q1.4 14 Đèn báo mức cao của TP2 Q1.5 15 Đèn báo mức cao của S1 Q1.6 16 Đèn báo mức cao của S2 Q1.7 17 Đèn báo mức cao của S3 Q2.0 18 Chuông Q2.1 19 Đóng van 1 Q2.2 20 Mở van 1 Q2.3 21 Đóng van 2 Q2.4 22 Mở van 2 Q2.5 23 Đóng van 3 Q2.6 24 Mở van 3 Q2.7 25 Đóng van 4 Q3.0 26 Mở van 4 Q3.1 77
  78. 3.5. x©y dùng c«ng nghÖ m¹ch ®iÖn ®iÒu khiÓn c¬ b¶n Sơ đồ đầu nối đầu vào PLC: modul DI 32 R0 R16 R1 R2 R17 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 H×nh 3.7. S¬ ®å nèi d©y ®Çu vµo cña PLC 78
  79. Sơ đồ đầu nối đầu ra PLC: DO 32 R2.0 R2.1 R2.2 R2.3 R2.4 R2.5 R2.6 R2.7 R3.0 R3.1 R1.5 R1.6 R1.7 H×nh 3.8. S¬ ®å nèi d©y ®Çu ra cña PLC 79
  80. Gi¶i thÝch s¬ ®å vµ nguyªn lý ho¹t ®éng Muốn vận chuyển theo hƣớng 1 thì BT1, BT2, BT3 ( Các tiết điểm chuyển mạch ) kín rơle R0, R1, R2, có điện tác động đóng tiếp điểm R0, R1, R2 trên (hình 3.7) kín đầu vào I0.0, I0.1, I0.2 của PLC có tín hiệu Nhấn nút start rơle R16 có điện đóng tiếp điểm R16 trên ( hình 3.7 ) đầu vào I2.0 của PLC đƣợc kích hoạt Khi băng tải BT3 đạt giá trị định mức rơle kiểm tra tốc độ Rkttđ3 tác động đóng tiếp điểm Rkttđ3 cấp điện cho rơle R14 tiếp điểm R14 trên (hình 3.7) đóng đầu vào I1.6 của PLC đƣợc kích hoạt Khi băng tải BT2 đạt tốc độ định mức thì rơle kiểm tra tốc độ Rkttđ2 tác động đóng tiếp điểm Rkttđ2 cấp điện cho rơle R15 tiếp điểm R15 trên ( hình 3.7 ) đóng đầu vào I0.7 đƣợc kích hoạt Khi xilô S1 đầy thì cảm biến mức báo đầy tiếp điểm S3 kín đóng điện cho rơle R10 tiếp điểm R10 trên ( hình 3.7 ) đóng lại đầu vào I1.2 của PLC đƣợc kích hoạt Khi thùng chứa TP1 đầy thì cảm biến mức tác động đóng tiếp điểm TP1 cấp điện cho rơle R6 tiếp điểm R6 trên ( hình 3.7 ) đóng lại đầu vào I0.6 của PLC đƣợc kích hoạt Muốn vận chuyển theo hƣớng 2 thì BT1, BT4, BT6 ( Các tiết điểm chuyển mạch ) kín rơle R0, R3, R5 có điện tiếp điểm R0, R3, R5 trên ( hình 3.7 ) đóng đầu vào I0.0, I0.3, I0.5 của PLC đƣợc kích hoạt Khi tốc độ của băng tải BT6 đạt giá trị định mức thì rơle kiểm tra tốc độ Rkttđ6 tác động đóng tiếp điểm Rkttđ6 cấp điện cho rơle R11 tiếp điểm R11 trên ( hình 3.7) đóng đầu vào I1.3 của PLC đƣợc kích hoạt Khi tốc độ của băng tải BT4 đạt tốc độ định mức thì rơle kiểm tra tốc độ Rktt4 tác động đóng tiếp điểm Rktt4 cấp điện cho rơle R13 tiếp điểm R13 trên ( hình 3.7 ) đóng lại đầu vào I1.5 của PLC đƣợc kích hoạt Khi xilô S3, S2 và thùng chứa TP2 đầy thì cảm biến mức S3, S2, TP2 tác động đóng tiếp điểm S2, S3, TP2 cấp điện cho các rơle R10, R9, R7 các tiếp điểm R10, R9, R7 trên ( hình 3.7 ) đóng lại các đầu vào I1.2, I1.1, I0.7 của PLC đƣợc kích hoạt 80
  81. Muốn vận chuyển theo hƣớng 3 thì BT1,BT4, BT5 ( Các tiết điểm chuyển mạch ) kín rơle R0, R3, R4 có điện đóng tiếp điểm R0, R3, R4 trên ( hình 3.7 ) đầu vào I0.1, I0.2, I0.3 của PLC đƣợc kích hoạt Khi tốc độ của băng tải BT5 đạt giá trị định mức thì rơle kiểm tra tốc độ Rkttđ5 tác động đóng tiếp điểm Rkttđ5 cấp điện cho rơle R12 tiếp điểm R12 trên ( hình 3.7 ) đóng đầu vào I1.4 của PLC đƣợc kích hoạt M¹ch ®iÖn ®Çu ra CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC R2.1 R0.0 R0.1 R0.2 R0.3 R0.4 R0.5 R0.6 R0.7 R1.0 R1.1 R1.2 ĐBT1 ĐBT2 ĐBT3 ĐBT4 ĐBT5 MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 Chuông 0 CC CC CC CC CC CC CC CC CC R1.3 R1.4 R1.5 R1.6 R1.7 R2.0 R2.2 R2.3 R2.4 MV1 ĐV1 MV2 ĐBT6 ĐPT1 ĐTP2 ĐS1 ĐS2 ĐS3 81
  82. CC CC CC CC CC R2.5 R2.6 R2.7 R3.0 R3.1 ĐV2 MV3 ĐV3 MV4 ĐV4 Hình 3.10. Sơ đồ cơ bản mạch điện đầu ra của hệ thống Thuyết minh - cc cầu chì bảo vệ thiết bị - MC1 ÷ MC6 là các khởi động từ cấp điện cho các động cơ M1 ÷ M6 làm việc - ĐBT1 ÷ ĐBT6 là các đèn báo trạng thái băng tải đang làm việc - ĐPT1, ĐPT2, ĐS1, ĐS2, ĐS3 là các đèn báo mức của các thùng chứa và các xilô - MV1 ÷ MV4 và ĐV1 ÷ ĐV4 là các solenoivalve đóng mở các van của các xilô và thùng chứa - Chuông báo hệ thống chuẩn bị làm việc Khi đầu ra Q2.1 của PLC có điện thì micro role R2.1 đóng tiếp điểm R2.1 đóng lại cấp điện cho chuông báo hiệu băng tải chuẩn bị làm việc. Khi đầu ra Q0.0 ÷ Q0.5 của PLC có điện thì các Micro role R0.0 ÷ R0.5 có điện đóng các tiếp điểm R0.0 ÷ R0.5 cấp nguồn cho các khởi động từ 82
  83. MC1 ÷ MC6 kết quả là các tiếp điểm MC1 ÷ MC6 trên mạch động lực đóng lại các động cơ M1 ÷ M6 đƣợc khởi động Khi đầu ra Q0.6 ÷ Q1.3 của PLC có điện thì các micro role R0.6 ÷ R1.3 đƣợc cấp nguồn kết quả là các tiếp điểm R0.6 ÷ R1.3 đóng lại cấp nguồn cho các đèn báo ĐBT1 ÷ ĐBT6 báo hiệu trạng thái làm việc của các băng tải Khi đầu ra Q1.4 ÷ Q2.0 của PLC có điện thì các micro role R1.4 ÷ R2.0 đƣợc cấp nguồn kết quả là các tiếp điểm R1.4 ÷ R2.0 đóng lại cấp nguồn cho các đèn báo mức trong các thùng chứa và các xilô ĐTP1, ĐTP2, ĐS1, ĐS2, ĐS3 sáng Khi đầu ra Q2.2 ÷ Q3.1 của PLC có điện thì các micro role R2.2 ÷ R3.1 đƣợc cấp nguồn kết quả là các tiếp điểm thƣờng mở R2.2 ÷ R3.1 đóng lại cấp nguồn cho các solenoid valve đóng hoặc mở các van trên các thùng chứa và các xilô 3.6. lùa chän cÊu h×nh cho plc Qua thiết kế sơ bộ hệ thống băng tải vận chuyển hàng hóa theo ba hƣớng nhƣ trên cần có một PLC để điều khiển hệ thống. Cần sử dụng một modul đầu vào( Digital Input ) DI 32 Bit Một Modul đầu ra ( Digital Out Put ) DO 32 Bit Trên thị trƣờng có bán một số PLC của một số hãng nhƣ: Mitsubitshi, OMRON, SEMEN Ở đây chọn PLC của hãng SEMEN vì thiết bị này dễ sử dụng, giá thành không đắt, bền và trong quá trình học tập trong nhà trƣờng đã đƣợc tiếp xúc và làm quen với thiết bị của hãng này. PLC S7-300 cấu trúc dạng module gồm các thành phần sau: CPU các loại khác nhau: 312IFM, 312C, 313, 313C, 314, 314IFM, 314C, 315, 315-2 DP, 316-2 DP, 318-2, 83
  84. Module tín hiệu SM xuất nhập tín hiệu tƣơng đồng /số: SM321, SM322, SM323, SM331, SM332,SM334, SM338, SM374 Module chức năng FM Module truyền thông CP Module nguồn PS307 cấp nguồn 24VDC cho các module khác, dòng 2A, 5A, 10A Module ghép nối IM: IM360, IM361, IM365 Chọn PLC. S7-300_PS307, CPU 314, MODUL DI 32, MODUL DO 32 S7-300_PS307 S7_314 S7-300_IO 84
  85. KÕt luËn Sau ba tháng làm tốt nghiệp, dƣới sự hƣớng dẫn tận tình của TS. Hoàng Xuân Bình và các thầy cô giáo trong tổ bộ môn cộng với sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp với đề tài: Thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển hàng hóa theo nhiều hướng. Về cơ bản em đã hệ thống hóa đƣợc các thiết bị vận tải liên tục, tìm hiểu một số ứng dụng của chúng trong công nghiệp. tìm hiểu mạch điện của một số hệ thống băng tải trong nhà máy xi măng, thiết kế mạch điện cơ bản một hệ thống băng tải vận chuyển hàng hóa theo 3 hƣớng . Do thời gian làm đề tài và trình độ kiến thức của bản thân có hạn vì vậy bản đồ án còn nhiều thiếu sót, mới chỉ dừng lại ở mức độ tổng quát và thiết kế tổng quát mạch phần cứng. Để đề tài đƣợc hoàn thiện và chi tiết hơn cả phần cứng và phần điều khiển em mong muốn khoa điện công nghiệp tạo điều kiện cho sinh viên khóa sau hoàn thiện đề tài để đề tài có thể đƣợc ứng dụng vào thực tế đóng góp cho ngành công nghiệp nƣớc nhà. Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày 06 tháng 7 năm 2009 Sinh viên thực hiện Nguyễn Quốc Huy TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tăng văn Mùi ( 2003 ), Điều Khiển LOGIC LẬP TRÌNH PLC, Nhà xuất bản Thống Kê 85
  86. 2. Bùi Quốc Khánh – Nguyễn Văn Liễn – Nguyễn Thị Hiền (2001), Truyền động điên, Nhà xuất bản Khoa học & Kỹ thuật. 3. Vũ Quang Hồi (2000), Trang bị điện - điện tử công nghiệp, Nhà xuất bản giáo dục. 4. Nguyễn Thái Hƣng (2002), Tự động hóa với SIMATIC S7 – 200, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 5. Đồ án tốt nghiệp Trịnh Lê Huy DC701 86