Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch trong dây truyền sản xuất gạch không nung năng suất 10 triệu viên năm

Gạch xây là một bộ phận cấu thành quan trọng của ngôi nhà hoặc một công trình kiến trúc dân sự. Một năm, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành xây dựng, cả nước ta tiêu thụ từ 20 – 22(tỷ viên), nếu cứ với đà phát triển này, đến năm 2020 lượng gạch cần cho xây dựng là hơn 40 tỷ viên, một số lượng khổng lồ, để đạt được mức này, lượng đất xét phải tiêu thụ vào khoảng 600 triệu m3 đất sét tương đương với 30.000 ha đất canh tác, bình quân mỗi năm mất 2500 ha đất canh tác. Riêng năm 2020 mất 3150 ha đất. Không những vậy, gạch nung còn tiêu tốn rất nhiều năng lượng: Than, củi, đặc biệt là than đá, quá trình này thải vào bầu khí quyển của chúng ta một số lượng lớn khí độc không chỉ ảnh hưởng tới môi trường sức khỏe của con người mà còn làm giảm tới năng suất của cây trồng, vật nuôi. Chính vì vậy, theo quy hoạch tổng thể ngành công nghiệp vật liệu xây dựng đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt ngày 01/08/2001, phải phát triển gạch không nung thay thế gạch đất nung từ 10% - 15% vào năm 2005 và 25% - 30% vào năm 2010, xóa bỏ hoàn toàn gạch đất nung thủ công năm 2020.

Vì vậy công nghệ sản xuất gạch không nung từ cát, mạt đá, xi măng, … đồng thời tận dụng được các nguồn phế thải xây dựng và công nghiệp giải quyết được tất cả các vấn đề của gạch nung và góp phần cải thiện môi trường xanh, sạch, đẹp.

Tại Mỹ, Tây Âu, Nhật Bản tỷ lệ vật liệu xây dựng không nung chiếm tới hơn 70% thị phần, một số nước phát triển trên thế giới đang có xu hướng giảm gạch đất sét nung xuống chỉ còn 30% - 50% và xu hướng thay thế toàn bộ bằng gạch không nung.

Ở nước ta, tỷ lệ sử dụng gạch không nung rất thấp, đến thời điểm này tỷ lệ gạch không nung mới chiếm 4% - 5% sản lượng gạch toàn quốc – mặt khác tỷ lệ gạch nung thủ công lại chiếm tới 70% - 100% tùy theo từng địa phương.

Nguyên nhân của việc nước ta sử dụng gạch không nung ít như vậy là vì:

- Quan điểm sử dụng gạch nung để xây tường nhà đã có từ ngàn đời, việc loại bỏ nó ra khỏi đời sống nhân dân là một vấn đề xã hội rất khó khăn.

- Các dây truyền gạch không nung đưa vào nước ta phần lớn là thiết bị quá đắt, công nghệ quá phức tạp, làm cho giá thành viên gạch không nung trở thành một loại hàng “xa xỉ” trong nhân dân và như vậy gạch nung vẫn thắng thế.

- Điều quan trọng nhất là chưa có công nghệ sản xuất gạch không nung từ những vật liệu đơn giản, rẻ tiền, ít ảnh hưởng đến đất canh tác mà còn làm sạch môi trường khỏi các loại phế liệu xây dựng cùng thiết bị dây truyền sản xuất với năng suất cao, nhưng giá thành hợp lý cho ra sản phẩm nhiều, rẻ phù hợp với nền kinh tế của ta hiện nay.

Vậy, gạch không nung là:

- Gạch không nung là loại gạch xây sau khi được tạo hình thì tự đóng rắn đạt các chỉ số về cơ học: cường độ nén, uốn, độ hút nước,… mà không cần qua nhiệt độ. Có nhiều loại gạch không nung hiện nay đang sử dụng:

+ Gạch papanh: Gạch không nung được sản xuất từ phế thải công nghiệp: Xỉ than, vôi bột được sử dụng lâu đời ở nước ta. Gạch có cường độ thấp từ 30 – 50 kg/cm2 chủ yếu dùng cho các loại tường ít chịu lực.

+ Gạch đóng cỡ to, dày nặng (xây khó)

Gạch blook: Gạch được hình thành từ đá vụn, cát, xi măng có cường độ chịu lực cao có thể xây nhà cao tầng. Nhược điểm loại gạch này là nặng, to, khó xây chưa được thị trường chấp nhận rộng rãi.

+ Gạch xi măng – cát: Gạch được tạo thành từ cát và xi măng

+ Gạch không nung: Từ các biến thể và sản phẩm phong hóa của đá bazan. Loại gạch này chủ yếu sử dụng ở các vùng có nguồn puzolan tự nhiên, hình thức sản xuất tự phát, mang tính chất địa phương, quy mô nhỏ.

Như vậy, gạch không nung hiện nay có nhiều chủng loại, nhưng vẫn chưa đưa vào thực tế một cách rộng rãi do các nguyên nhân đã đưa ra ở phần trên.

Trên cơ sở những vẫn đề đã đưa ra, đồ án: “Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch trong dây truyền sản xuất gạch không nung năng suất 10 triệu viên/năm” được hình thành.

Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo thuộc bộ môn Kỹ thuật điện đã nhiệt tình giảng dạy, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong thời gian học tập tại trường Đại Học Giao thông Vận Tải, cũng như quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc đến giảng viên Th.S Trần Văn Khôi - người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong quá trình làm và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

NỘI DUNG:

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP GẠCH 1

1.1. TỔNG QUAN VỀ DÂY TRUYỀN SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG 1

1.1.1. Đặc điểm công nghệ 1

1.1.2. Sơ đồ khối dây truyền công nghệ sản xuất gạch không nung 2

1.1.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch không nung 2

1.2. TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP GẠCH 3

1.2.1. Sơ đồ công nghệ máy ép gạch 3

1.2.2. Các yêu cầu điều khiển cho máy ép gạch 4

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN VÀ TRUYỀN ĐỘNG CHO MÁY 6

2.1. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 6

2.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CHO MÁY ÉP GẠCH 6

2.2.1. Cơ cấu cấp liệu. 6

2.2.2. Cơ cấu ép 8

2.2.3. Cơ cấu nâng hạ khuôn 11

2.2.4. Cơ cấu cấp palet 13

2.2.5. Sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực của máy ép gạch. 16

2.2.6. Tính chọn thiết bị động lực cho hệ thống thủy lực. 17

2.3. THIẾT KẾ MẠCH TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHO CÁC CƠ CẤU 30

2.3.1. Cơ cấu băng tải chuyển gạch. 30

2.3.2. Cơ cấu rung và cơ cấu lắc 34

2.3.3. Lựa chọn aptomat tổng 37

2.3.4. Sơ đồ nguyên lý mạch động lực. 38

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO TỦ ĐIỀU KHIỂN

3.1. Lựa chọn rơ le trung gian 39

3.2. Lựa công tắc hành trình. 39

3.2.1. Lựa chọn thiết bị điều khiển 40

3.2.2. Lựa chọn modul PLC 42

3.2.3. Sơ đồ đấu nối phần cứng PLC 42

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIAO DIỆN GIÁM SÁT 43

4.1. Xây dựng chương trình điều khiển - grapcef 43

4.1.1. Yêu cầu công nghệ 43

4.1.2. Sơ đồ grapcef chế độ tự động 43

4.1.3. Thuyết minh grapcef 44

4.1.4. Chế độ bằng tay 44

4.1.5. Các lỗi có thể xảy ra với hệ thống và giải pháp khắc phục. 45

4.1.6. Định địa chỉ đầu vào ra: 45

4.1.7. Chương trình điều khiển trên STEP7 Microwin. 47

4.2. Xây dựng giao diện điều khiển và giám sát. 47

4.2.1. Giới thiệu về phần mềm WinCC. 47

4.2.3.1. Phần mềm PC access. 48

4.2.3. Tạo picture và thiết kế giao diện điều khiển 56

CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬT LÝ 59

5.1. Tổng quan về mô hình. 59

5.2. Các cơ cấu của mô hình. 59

5.2.1. Cơ cấu cấp liệu 59

5.2.2. Cơ cấu ép gạch. 60

5.2.3. Cơ cấu nâng hạ khuôn. 61

5.2.4. Cơ cấp cấp pallet. 61

5.2.5. Cơ cấu băng tải chuyển gạch. 62

5.3. Tủ điều khiển. 64

KẾT LUẬN 66

PHỤ LỤC 68

LINK DOWNLOAD