Báo cáo Hoàn thiện và nâng cao mức độ tự động hoá cho các loại trạm trộn bê tông và các trạm trộn thức ăn gia súc, phân bón

cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 17 Để xây dựng thuật toán tốt tính l−ợng bù trong điều kiện các yếu tố gây sai số không ổn định, ta cần phân tích cặn kẽ các yếu tố này và tính chất của chúng. 2.1.2. Các yếu tố gây sai số cân định l−ợng và tính chất của chúng a>Đầu tiên phải kể đến các loại nhiễu trong bản thân tín hiệu cân. Vì dây cáp đầu cân th−ờng kéo dài từ silô cân vào cabin. Nguồn nhiễu chính gồm: + Nhiễu từ nguồn cấp do một trạm trộn gồm nhiễu động cơ công suất lớn (nh− thùng trộn, băng gầu, tời kéo....). Dạng nhiễu này mang tính ổn định và tập trung ở một dải tần số nhất định. +Nhiễu điện từ tr−ờng từ các thiết bị đóng cắt công suất lớn: nhiễu này có thể gây ra những xung nhọn ngẫu nhiên có biên độ lớn. +Nhiễu do rung cơ khí của thùng cân tác động trực tiếp lên đầu cân bao gồm những rung động đều đều của sàng rung, băng tải, thùng trộn... gây ra và những rung động đột ngột do sự khởi động/ dừng của một thiết bị nào đó . Do tính chất nhiễu nh− trên, ngoài việc xử lý thô tín hiệu cân bằng các bộ lọc Analog ở đầu vào, ph−ơng pháp xử lý mềm đ−ợc lựa chọn là ph−ơng pháp Trung bình tr−ợt (Moving Average) có loại trừ giá trị Min và Max, tức là: Trong đó: xi (n- m+1 ≤ i ≤n) là giá trị lấy mẫu của x tại các thời điểm i. m: số mẫu cần xét (m>2) xmin ,xmax là các giá trị nhỏ nhất và lớn nhất trong m mẫu trên. yn: giá trị TB của x tại thời điểm n. Ph−ơng pháp trên cho phép làm giảm ảnh h−ởng của các nhiễu ổn định cũng nh− các loại nhiễu dạng xung ngẫu nhiên. b>Các yếu tố ảnh h−ởng đến quan hệ ε→è. ở đây ta xét các vấn đề liên quan khi đóng van cân xem chúng ảnh h−ởng tới tín hiệu cân thế nào. Có thể thấy khi van cân đã đóng, cột vật liệu (từ bề mặt vật liệu trong thùng cân tới d−ới cửa van cân) chính là thành phần ch−a có trong tín hiệu cân    −−−= ∑+−= n mni in xxxm y 1 maxmin2 1 Ch−ơng 2: Hoàn thiện và cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 18 nh−ng sẽ quyết định sự thay đổi tiếp theo của tín hiệu cân (từ thời điểm t2 đến t4 trên hình 2-1). Các yếu tố liên quan đến cột vật liệu này bao gồm: + L−u l−ợng dòng vật liệu lúc đóng (t2). L−u l−ợng này phụ thuộc độ mịn, độ ẩm của vật liệu, độ cao của vật liệu trên thùng chứa và tiết diện cửa van cân. Đối với vật liệu có độ ẩm cao ví dụ cát −ớt, dòng chảy sẽ không đều và dễ đóng vòm trên thùng chứa. Khi độ ẩm vật liệu thấp ví dụ các thành phần cốt liệu trong trạm bê tông nhựa thì dòng chảy t−ơng đối đều.Van cân th−ờng không bị kẹt nên cửa mở van cân không ảnh h−ởng đáng kể. Yếu tố ảnh h−ởng lớn nhất ở đây là vật liệu trên thùng chứa. L−u l−ợng dòng chảy sẽ khác nhau hoàn toàn giữa hai tr−ờng hợp: trên thùng chứa có sẵn và không có sẵn vật liệu. Ví dụ tốc độ rót vật liệu cát, đá khi thùng chứa có sẵn vật liệu là khoảng 50ữ100kg/s. Nh−ng khi thùng chứa không có sẵn mà vật liệu đ−ợc cấp thẳng từ sàng thì tốc độ cấp chỉ khoảng d−ới 10kg/s. Nh− vậy có thể thấy yếu tố l−u l−ợng dòng vật liệu phải tham gia vào thuật toán bù động. + Độ cao h của cột vật liệu thay đổi (giảm dần) trong quá trình cân nh−ng với một định mức thì giá trị của h tại thời điểm t2 của các mẻ sẽ t−ơng đối giống nhau. Đối với cân cộng dồn nhiều thành phần phối liệu trên một thùng cân, khi thứ tự cân giống nhau giữa các mẻ thì độ cao h đối với một loại vật liệu cũng sẽ sai khác nhau không nhiều. + Động năng cột vật liệu phụ thuộc vào độ cao h, l−u l−ợng cấp vật liệu và bản thân vật liệu. Cũng giống với độ cao h, yếu tố này t−ơng đối ổn định nếu l−u l−ợng cấp ổn định. + Độ trễ của hệ thống đo gồm loadcell, mạch đo (mạch lọc, mạch khuếch đại, ADC) là một yếu tố mang tính ổn định. Cũng t−ơng tự nh− thế là độ trễ của cơ cấu chấp hành, ví dụ cụm van cân gồm Rơle trung gian, van điện khí, xi lanh khí và cửa van. Độ trễ cơ khí phụ thuộc vào áp lực khí và độ dơ mòn cơ khí của các cơ cấu truyền động. Khi áp lực khí không đổi thì độ trễ này t−ơng đối ổn định. Ch−ơng 2: Hoàn thiện và cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 19 2.1.3. Ph−ơng pháp định l−ợng bù động. Từ các phân tích trên ta thấy đa phần các yếu tố gây sai số mang tính ổn định, tức là sai số có hàm phân bố xác suất tập trung cao quanh giá trị trung bình ngoại trừ l−u l−ợng dòng vật liệu. Vì vậy ph−ơng pháp tính l−ợng bù động ε là ph−ơng pháp thống kê trung bình cộng sai số của một số m mẻ gần nhất với điều kiện ràng buộc là l−u l−ợng dòng vật liệu phải nằm trong dải bình th−ờng (tức thùng chứa có sẵn vật liệu). Khi l−u l−ợng dòng vật liệu nhỏ làm cho cột vật liệu gây sai số không đáng kể thì không dùng ph−ơng pháp này mà có thể điều khiển cắt trực tiếp với l−ợng bù ε= ε0 (ε0 có thể bằng 0). 2.1.4. Kết quả cụ thể. Có thể thấy hiệu quả của việc áp dụng những ph−ơng pháp tính toán trên qua sự so sánh các bảng in kết qủa định l−ợng từng mẻ lấy từ các trạm bê tông nhựa của các giai đoạn nh− trong các bảng 2-1 và bảng 2-2 ở các trang tiếp theo. Kết luận: Việc áp dụng ph−ơng pháp Trung bình tr−ợt để xử lý tín hiệu cân và ph−ơng pháp tính l−ợng bù động mới đã làm giảm ảnh h−ởng của các yếu tố gây nhiễu, làm tăng độ chính xác định l−ợng của các sản phẩm trong điều kiện nhiễu lớn và vật liệu không ổn định (độ bết, l−u l−ợng dòng cấp...) Ch−ơng 2: Hoàn thiện và cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 20 Bảng 2-1: Bảng "in từng mẻ" của trạm APC giai đoạn tr−ớc ( Trạm 80T số 12, Công ty 56 Bộ Quốc phòng , số liệu ngày 07/07/2001) Số TT Cốt liệu 1 Cốt liệu 2 Cốt liệu 3 Cốt liệu 4 Phụ gia Nhựa Tổng Định mức 412 247 237 39 18.0 47.0 1000.0 1 429 236 236 41 17.1 47.4 1006.5 2 411 247 238 12 18.2 46.8 973.0 3 413 249 258 20 17.6 47.1 1004.7 4 425 238 239 14 17.7 46.9 980.6 5 414 245 257 20 18.3 47.1 1001.4 6 427 246 236 12 17.5 46.9 985.4 7 413 223 270 25 18.5 47.1 996.6 8 423 242 238 12 17.3 46.9 979.2 9 416 244 262 27 18.1 47.2 1014.3 10 424 238 239 14 18.0 46.8 979.8 11 418 242 259 34 17.9 47.2 1018.1 12 423 240 237 13 17.9 46.9 977.8 13 414 248 235 38 18.6 46.9 1000.5 14 425 238 237 18 19.0 47.0 984.0 15 414 247 254 27 18.4 47.0 1007.4 Tổng 6289 3623 3695 327 270.1 705.2 14909.3 Sai số +17, -2 +1, -24 +33, -2 +2, -27 +1.0, -0.9 +0.4, -0.2 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Cốt liệu 1 Cốt liệu 2 Cốt liệu 3 Cốt liệu 4 Phụ gia Nhựa Đánh giá: sai số còn lớn; có đột biến ở mẻ số 7 do Cốt liệu 2 bị thiếu Ch−ơng 2: Hoàn thiện và cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 21 Bảng 2-2: Bảng "in từng mẻ" của trạm APC giai đoạn sau ( Trạm 80T số 25, Công ty Bình Minh, Sơn tây , số liệu ngày 10/03/2003) Số TT Cốt liệu 1 Cốt liệu 2 Cốt liệu 3 Cốt liệu 4 Phụ gia Nhựa Tổng Định mức 394 300 163 40 51.0 52.0 1000.0 1 390 311 153 49 50.4 52.1 1005.5 2 396 298 160 43 50.9 51.8 999.7 3 398 298 162 35 51.2 52.1 996.3 4 393 298 159 36 50.7 52.0 988.7 5 397 297 162 40 51.2 52.1 999.3 6 396 300 162 41 50.9 52.0 1001.9 7 396 297 164 42 50.8 52.0 1001.8 8 390 300 160 50 51.6 52.0 1003.6 9 391 295 162 48 50.5 52.0 998.5 10 396 298 162 40 50.9 52.0 998.9 11 390 302 158 48 50.9 51.9 1000.8 12 396 304 158 43 51.6 52.0 1004.6 13 393 301 162 32 50.6 52.0 990.6 14 387 308 157 44 51.4 52.0 999.4 15 396 298 162 43 50.7 52.0 1001.7 Tổng 5905 4505 2403 634 764.3 780.0 14991.3 Sai số +4, -7 +8, -5 +1, -10 +10, -8 +0.6, -0.6 +0.1, -0.2 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Cốt liệu 1 Cốt liệu 2 Cốt liệu 3 Cốt liệu 4 Phụ gia Nhựa Đánh giá: sai số nhỏ; ổn định Ch−ơng 2: Hoàn thiện và cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 22 2.2. Hoàn thiện chức năng kiểm tra hệ thống. Chức năng kiểm tra hệ thống đã đ−ợc chú ý trong giai đoạn KHCN03.DA1 nh−ng mới chỉ l−ờng tr−ớc đ−ợc những tình huống t−ơng đối t−ờng minh. Khi đ−a các sản phẩm vào hoạt động nhiều tình huống bất th−ờng khác dần dần xuất hiện. Trong đó có các tình huống th−ờng xảy ra (nh− lỗi các công tắc hành trình), nh−ng cũng có những tình huống mà xác suất xảy ra rất ít (nh− lỗi bộ nhớ tham số cấu hình hệ thống). Mỗi khi xảy ra một tình huống bất th−ờng mới tại hiện tr−ờng, mọi thông tin liên quan đ−ợc tập hợp, phân tích xác định nguyên nhân và đ−a ra h−ớng giải quyết. Việc xử lý các tình huống bất th−ờng để đ−a toàn hệ thống trở lại trạng thái làm việc bình th−ờng, tránh gián đoạn sản xuất, tránh phế phẩm dựa trên các nguyên tắc sau: - Phải có cơ chế giám sát, kiểm tra để hệ thống tự động phát hiện tình huống bất th−ờng (gọi ngắn gọn là lỗi). - áp dụng các biện pháp t−ơng ứng để ngăn chặn ảnh h−ởng của lỗi bằng các cách: + Sử dụng ph−ơng án dự phòng và thông báo lỗi cho ng−ời vận hành (ví dụ dùng giá trị mặc định nếu bộ đặt thời gian trộn hỏng), nh− vậy quá trình sản xuất vẫn tự động bình th−ờng. + Thông báo cho ng−ời vận hành biết và yêu cầu can thiệp để xử lý lỗi, sau khi lỗi đ−ợc khắc phục thì hệ thống tự động tiếp tục. Trong quá trình hoàn thiện các sản phẩm, khá nhiều tình huống lỗi xảy ra và đ−ợc xử lý bằng phần cứng, phần mềm hoặc kết hợp cả hai. D−ới đây chỉ liệt kê một số vấn đề chính đã đ−ợc xử lý. 2.2.1. Tự động phát hiện lỗi bì cân: Giá trị bì của cân định l−ợng là căn cứ để đánh giá cân có bình th−ờng không. Khi sự sai khác giữa giá trị bì hiện tại và giá trị bì thực v−ợt giới hạn cho phép thì hệ thống không cho phép làm việc mà có thông báo vơí các số liệu cụ thể để ng−ời vận hành phán đoán nguyên nhân và tìm biện pháp thích hợp để xử lý. Các nguyên nhân làm sai lệch khối l−ợng bì có thể do có vật liệu sẵn trong thùng cân; Ch−ơng 2: Hoàn thiện và cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 23 do thùng cân bị chạm, kênh; do lỗi đầu cân; do đứt chập dây cáp tín hiệu hoặc do phần mạch khuếch đại/xử lý tín hiệu tại trung tâm đo/điều khiển. Hình 2-2. Trang báo lỗi bì cân ở trạm bê tông nhựa 2.2.2. Lỗi bộ đặt thời gian trộn. Các hệ thống APC, CPC đều sử dụng bộ đặt thời gian trộn độc lập ở ngoài bộ điều khiển trung tâm. Khi bộ timer này bị hỏng thì hệ thống tự động phát hiện và dùng timer mềm thay thế với thời gian trộn mặc định để sản xuất không bị gián đoạn, đảm bảo không bị phế phẩm. 2.2.3. Lỗi phần bấm trên bảng hiễn thị /phím bấm Đối với các hệ thống dùng phần cứng SCD473, việc thay đổi chế độ làm việc start/stop có thể thực hiện trên bảng hiện thị /phím bấm. Nh− vậy nếu các tín hiệu phím có lỗi thì hệ thống sẽ làm việc không đúng mà phải đ−ợc phát hiện sớm và xử lý : ví dụ có thể bỏ qua các phím bị lỗi để vẫn làm viêc bình th−ờng . 2.2.4. Lỗi bảng tham số hệ thống. Đối với mỗi dòng sản phẩm, bảng TSHT là mảng bộ nhớ l−u giá trị các tham số của các loadcell, cơ cấu cân, tỷ số truyền lực, các giá trị ng−ỡng để kiểm tra, các giá trị khoảng thời gian... liên quan đến công nghệ và cấu hình của từng dòng sản phẩm và từng kiểu công nghệ. Vì vậy các giá trị trong bảng TSHT ảnh h−ởng đến Ch−ơng 2: Hoàn thiện và cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 24 toàn bộ hoạt động của hệ thống mà không thể có sai lệch. Bảng TSHT đ−ợc lập một lần sau khi đã hiệu chuẩn cả hệ thống và chỉ có thay đổi khi có thay đổi liên quan đến cân (thay loadcell loại khác,thay dàn cân..) hay quy trình công nghệ. Vì đ−ợc l−u trong EEPROM hoặc RAM có pin mà có thể xẩy ra sự thay đổi giá trị những lúc tắt/bật nguồn hệ thống. Sự thay đổi này đ−ợc phát hiện ngay và thông báo cho ng−ời quản lý biết để xử lý mà không cho phép làm việc. 2.2.5. Lỗi tín hiệu báo đóng/mở cửa xả thùng trộn Đối với các dòng sản phẩm định l−ợng theo mẻ nh− APC, CPC, CFPC, các công tắc hành trình th−ờng hay có lỗi nh− tiếp điểm không tiếp xúc hoặc bị dính. Vai trò của các tín hiệu này rất quan trọng quyết định đến việc điều khiển thùng trộn đúng theo quy trình: Trộn→ Mở cửa xả→ Xả→ Đóng cửa xả→ Cấp vật liệu mẻ tiếp theo vào thùng trộn→ Trộn... Vì vậy nếu tín hiệu báo đóng hay mở cửa xả bị lỗi có thể dẫn đến các sự cố sau: + Mở cửa xả mà không đóng lại + Đóng cửa xả mà không cấp mẻ tiếp theo + Cấp mẻ tiếp theo khi mẻ tr−ớc ch−a xả gây quá tải thùng trộn và làm cả hai mẻ trộn thành phế phẩm. + Cấp mẻ tiếp theo khi ch−a đóng cửa xả nên vật liệu ch−a trộn chút thẳng xuống xe chứa thành phẩm làm cho cả xe thành phẩm bị hỏng (ví dụ hệ thống APC trong trạm bê tông nhựa). Các sự cố trên đều gây ra phế phẩm và phải dừng sản xuât vừa mất thời gian gây lãng phí lớn mà còn có thể gây hỏng thiết bị hoặc mất an toàn lao động. Trong các hệ thống, lỗi này đã đ−ợc tự động phát hiện kịp thời, tự động dùng ph−ơng án thay thế để duy trì sản xuất đối với một vài tình huống và thông báo cho ng−ời vận hành can thiệp trong những tình huống còn lại để tránh gây ra sự cố hay phế phẩm. 2.2.6. Bổ sung thêm CTHT dự phòng cho điểm đợi của xe Skip Trong dòng CPC kiểu skip, tín hiệu báo skip đã tới điểm đợi rất quan trọng cho cả an toàn lao động và an toàn thiết bị nên tín hiệu này không đ−ợc phép lỗi. Việc bổ sung thêm một CTHT dự phòng và thuật toán phát hiện lỗi của tất cả các Ch−ơng 2: Hoàn thiện và cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 25 CTHT báo vị trí trên lộ trình của xe skip đã giúp ngăn chặn các sự cố do skip có thể gây ra. 2.2.7. Xử lý khi mất điện . Mất điện là sự cố th−ờng xẩy ra đối với các trạm trộn. Xử lý sự cố này để giảm thiểu phế phẩm cũng là việc rất quan trọng và việc này đã đ−ợc thực hiện trong các sản phẩm của dự án. Khi mất điện, hệ thống tự động phát hiện và báo cho ng−ời vận hành tình trạng hiện thời của các quá trình cân, trộn để ng−ời vận hành quyết định ph−ơng án xử lý: đợi có điện để tiếp tục hoặc kết thúc. Hình 2-3. Trang báo mất điện ở trạm bê tông nhựa Các số liệu hiện thời đ−ợc l−u lại để khi có điện lại tự động tiếp tục từ điểm bị dừng của các quá trình cân/trộn, nh− đối với hệ thống CFPC. Kết luận: Việc đ−a hầu hết các tình huống bất th−ờng vào xử lý một cách tối −u để duy trì hoạt động bình th−ờng của cả hệ thống trạm trộn ngay cả trong tình huống bình th−ờng làm cho hệ thống thông minh hơn, về Ch−ơng 2: Hoàn thiện và cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 26 thực chất chính là làm nâng cao mức độ tự động hoá của cả trạm trộn. Trong hệ thống nh− vậy ng−ời vận hành chỉ đóng vai trò là một bộ phận xử lý/chấp hành và tham gia vào hoạt động của hệ thống khi đ−ợc cần yêu cầu can thiệp. Một hệ thống nh− vậy không đòi hỏi ng−ời vận hành có nhiều kinh nghiệm, cho phép nâng cao năng suất dây chuyền, giảm phế phẩm, nâng cao an toàn lao động và an toàn thiết bị. 2.3. Cải tiến cơ chế điều khiển đồng bộ các quá trình song song trong hệ thống CPC. Hệ thống CPC đ−ợc phát triển từ hệ thống APC nên ban đầu có chu trình điều khiển cân / trộn gần giống với APC. ở hệ thống APC, các chu trình định l−ợng cốt liệu, nhựa, phụ gia có thời gian cân/xả gần nh− nhau nên bắt đầu cùng một lúc nh− hình 2-3. Cốt liệu Nhựa Phụ gia Cân START Xả Cân Xả Cân Xả Trộn Tmẻ Cân Xả Cân mẻ1 Cân mẻ2 Cân Xả Cân Xả Trộn Xả Hình 2-4. Biểu đồ thời gian cân/trộn hệ thống APC ở đây chỉ cần một modul phần mềm điều khiển cân/xả cho cả ba cân mà có thể coi APC chỉ có một quá trình cân/xả. Ch−ơng 2: Hoàn thiện và cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 27 Đối với hệ thống CPC, các chu trình định l−ợng cốt liệu, xi măng, n−ớc có những đặc điểm sau: • N−ớc cân nhanh với khối l−ợng nhiều nh−ng xả dần dần vào thùng trộn với thời gian xả lớn (khoảng 15s) • Xi măng cân với khối l−ợng lớn bằng vít nên thời gian cân lớn (có khi trên 40s) nh−ng lại xả rất nhanh vào thùng trộn. • Cốt liệu cân nhanh (10s) nh−ng thời gian đ−a lên thùng trộn lại lớn (15-20s) phụ thuộc vào kiểu đ−a cốt liệu lên của trạm dùng skip hay băng tải xiên. Các sản phẩm mẫu CPC trong giai đoạn đầu quan niệm việc đ−a cốt liệu vào thùng trộn nằm trong chu trình cân cốt liệu và cả ba chu trình cân/xả là một quá trình do một modul phần mềm điều khiển. Điều này dẫn tới tình trạng để bắt đầu xả một mẻ vào thùng trộn thì th−ờng phải đợi ximăng cân đủ, còn để bắt đầu cân mẻ tiếp theo thì lại phải đợi n−ớc mẻ tr−ớc xả hết, vì thế nên kéo dài thời gian T cho một mẻ và từ đó làm giảm năng suất trạm. Vì vậy trong các hệ thống CPC giai đoạn này, các chu trình các cân độc lập với nhau và là các quá trình song song đ−ợc đồng bộ với nhau ở thời điểm xả vào thùng trộn. Còn việc cân cho mẻ sau đ−ợc bắt đầu ngay khi việc xả xuống thùng trộn của cân đó đã hoàn thành. Làm nh− thế sẽ tận dụng đ−ợc hết thời gian, giảm thiểu các khoảng chờ bất hợp lý và từ đó làm cho trạm trộn đạt năng suất thiết kế. Đối với mỗi kiểu trạm khác nhau thì việc điều khiển các quá trình cân/xả cũng khác nhau và đ−ợc thể hiện cụ thể trong ch−ơng III. Kết luận: Việc điều khiển các quá trình cân độc lập và song song đã loại bỏ những thời gian chờ bất hợp lý giữa các quá trình. Khi đó chu trình của quá trình dài nhất sẽ quyết định chu trình cả hệ thống tức quyết định năng suất dây chuyền. Điều này giúp cho việc tính toán khi thiết kế năng suất của từng cụm thiết bị cơ khí sao cho phù hợp với nhau và phù hợp với năng suất toàn dây chuyền, tránh lãng phí không cần thiết. Ch−ơng 2: Hoàn thiện và cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 28 2.4. Cải tiến kết cấu cơ khí cân định l−ợng băng tải. Hai dây chuyền sản xuất NPK đầu tiên sử dụng cân định l−ợng với kết cấu nh− trong hình 2-4. Dao cân Load cell Thùng chứa liệu L Khung băng tải Hình 2-5. Băng định l−ợng kiểu cũ. Với điều kiện cột vật liệu trong thùng chứa không ảnh h−ởng đến đầu cân, khi đó mật độ vật liệu phân bố trên băng sẽ phụ thuộc vào chiều dài hiệu dụng L của băng và khối l−ợng M của vật liệu đ−ợc tính từ tín hiệu cân sau khi đã trừ bì. ở đây lực do bì tác động lên đầu cân khoảng hơn 100 kg còn lực do vật liệu tác động chỉ khoảng 20 đến 30 kg. - Ưu điểm: • Cả băng tải, động cơ, hộp xích đều đ−ợc cân nên sự căng chùng, độ phẳng, độ lệch của băng không ảnh h−ởng đến tín hiệu cân. Con lăn bị kẹt cũng không ảnh h−ởng. • Cả băng tải có chiều chiều dài khoảng 1,5m là đ−ợc nên có kết cấu gọn. - Nh−ợc điểm: • Cột vật liệu trong thùng chứa gây ảnh h−ởng. • Điểm rơi vật liệu ở cuối băng thay đổi theo độ bết của vật liệu, độ cao của mở làm ảnh h−ởng đến tham số L. Khi chỉnh hay thay băng cũng làm tham số L thay đổi phải điều chỉnh lại. Ch−ơng 2: Hoàn thiện và cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 29 • Khối l−ợng bì là cả băng cân nên có nhiều yếu tố ảnh h−ởng. Và sự thay đổi nhỏ của bì tính theo tỉ lệ % cũng dẫn tới ảnh h−ởng lớn đến tín hiệu cân và từ đó gây sai số cho việc tính khối l−ợng vật liệu M. Để khắc phục các nh−ợc điểm trên, băng định l−ợng trong các dây chuyền NPK do dự án cung cấp đã đ−ợc cải tiến với cấu trúc nh− trong hình 2-5. Load cell Thùng chứa liệu L Khung băng tảiCon lăn cân L Hình 2-6. Băng định l−ợng kiểu mới. -Ưu điểm: • Ưu điểm khác biệt ở đây là vật liệu chỉ đ−ợc cân trên một đoạn băng với chiều dài 2L≈800mm giữa hai con lăn với một con lăn cân ở giữa. Trong tr−ờng hợp này khối l−ợng bì chỉ còn rất nhỏ khoảng d−ới 10 Kg (là khối l−ợng của đoạn băng 2L và con lăn cân) nên ảnh h−ởng của sự thay đổi của bì tới M là không đáng kể • Chiều dài đoạn băng cân L là cố định . -Nh−ợc điểm: • Mặt trên ba con lăn trong đoạn 2L phải phẳng để băng tải luôn tiếp xúc trên cả ba con lăn. • Các con lăn này phải trơn không đ−ợc kẹt . Ch−ơng 2: Hoàn thiện và cải tiến để Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 nâng cao chất l−ợng sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 30 • Băng bị lệch quá ảnh h−ởng đến tín hiệu cân. • Chiều dài cả băng tối thiểu là 1800mm . Tuy nhiên ba nh−ợc điểm đầu có thể khắc phục đ−ợc ngay trong khi chế tạo băng để đạt các yêu cầu kỹ thuật. Kết luận: Việc cải tiến nguyên lý cân băng đã nâng cao độ ổn định và độ chính xác của băng định l−ợng. Ch−ơng 3: Xây dựng các kiểu khác nhau Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 cho sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 31 Ch−ơng 3: Xây dựng các kiểu khác nhau cho sản phẩm Ch−ơng này trình bày về các kiểu chu trình công nghệ khác nhau của trạm bê tông xi măng và dây chuyền TACN. Với mỗi kiểu công nghệ này, Dự án đã tạo ra một một sản phẩm t−ơng ứng thuộc các dòng sản phẩm CPC và CFPC. 3.1. Các kiểu trạm trộn bê tông xi măng. 3.1.1. Kiểu CSS: Cân và đ−a cốt liệu lên thùng trộn bằng xe skip. Đây là kiểu hay đ−ợc sử dụng nhất cho trạm có năng suất 20m3/h dến 60m3/h vì có kết cấu gọn, chiếm ít mặt bằng phù hợp với điều kiện đô thị. Sơ đồ công nghệ và l−u đồ thời gian điều khiển các quá trình đ−ợc trình bày trên hình 3-1 và 3-2. Trong trạm bê tông xi măng nói chung, chất phụ gia chiếm tỷ lệ rất nhỏ (vài lít trên một khối bê tông) nên không định l−ợng bằng cân mà bằng bình định l−ợng theo thể tích nh−ng việc điều khiển đ−ợc tích hợp vào hệ thống điều khiển chung và đ−ợc xả vào thùng cân n−ớc sau khi đã cân xong để hoà tan đều tr−ớc khi xả vào thùng trộn. ở những trạm có năng suất lớn hơn 100m3/h có thể có cân riêng cho phụ gia. Trong trạm bê tông xi măng kiểu CSS, quá trình cân Cốt liệu đ−ợc ghép vào quá trình của xe Skip thành một quá trình. Chu trình của thùng trộn th−ờng nhỏ hơn chu trình của Skip nên có thể dùng thùng trộn kiểu hành tinh (có thời gian xả lớn). Chu trình của trạm đ−ợc tính theo chu trình của Skip. Ch−ơng 3: Xây dựng các kiểu khác nhau Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 cho sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 32 mở Đóng xm cốt liệu xm n−ớc trạm trộn bê tông sơ đồ công nghệ 1 2 3 Hình 3-1. Sơ đồ công nghệ trạm bê tông xi măng kiểu CSS Cân n−ớc Xả n−ớc StarT Cân phụ gia Xả phụ gia Cân xi măng Xả xi măng CL1 CL2 CL3 Cân cốt liệu Skip Thùng trộn Cửa xả thảm Đỉnh Đỉnh TDLNC TXNC 2 TCXM 2 TDLXM TXXM TCXM TCCL TDL1 TLN TSTOP ĐáyXuốngLên TXG TDL2 TCCL TDL1 TLN TSTOP TTrộn Topen TXả Tclose TSkip TCNC TCNC Lên Đáy Hình 3-2. L−u đồ thời gian trạm bê tông xi măng kiểu CSS Ch−ơng 3: Xây dựng các kiểu khác nhau Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 cho sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 33 3.1.2. Kiểu CBB: Cân cốt liệu trên băng tải và đ−a lên bằng băng tải xiên. Trong trạm bê tông xi măng kiểu CBB, thời gian xả cốt liệu vào thùng trộn khá dài vì xả bằng băng tải xiên. Chu trình của trạm đ−ợc tính theo chu trình của thùng trộn nên th−ờng dùng thùng trộn kiểu hai trục có thời gian xả bê tông nhanh. trạm trộn bê tông sơ đồ công nghệ mở Đóng Hình 3-3. Sơ đồ công nghệ trạm bê tông xi măng kiểu CBB Cân n−ớc Xả n−ớc Cân xi măng Xả xi măng Cân cốt liệu Xả cốt liệu Thùng trộn 2 CL1 CL2 CL3 CL1 CL2 CL3 CL1 CL2 CL3 Xả T START Xả CL Xả CL CNC TCNC TCNC TXNC TXNC TCXM TXXM TXXM TCL TCL TCL TXCL TXCL TTrộn XảTTrộn TCXM TCXM Hình 3-4. L−u đồ thời gian trạm bê tông xi măng kiểu CBB Ch−ơng 3: Xây dựng các kiểu khác nhau Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 cho sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 34 3.1.3. Kiểu CBS: Cân cốt liệu trên băng tải và đ−a lên bằng xe Skip Trong kiểu CSB, quá trình cân Cốt liệu độc lập với quá trình của Skip, trong lúc Skip đi lên thì đã có thể cân cốt liệu cho mẻ sau. Chu trình của trạm đ−ợc tính theo chu trình của Skip. xm n−ớc trạm trộn bê tông sơ đồ công nghệ mở Đóng Hình 3-5. Sơ đồ công nghệ trạm bê tông xi măng kiểu CBS Cân n−ớc Xả n−ớc StarT Cân phụ gia Xả phụ gia Cân xi măng Xả xi măng Cân cốt liệu Skip Thùng trộn Cửa xả thảm Đỉnh Đỉnh TCNC TDLNC TXNC 2 TCNC TCXM 2 TDLXM TXXM TCXM TCCL TSTOP ĐáyXuống TTrộn Topen TXả TSkip Xả cốt liệu TTrộn Lên TXCL TDL1 TSTOPTLN TXG TCCL TXCL TDL2 TLN XuốngLên Đáy Tclose Hình 3-6. L−u đồ thời gian trạm bê tông xi măng kiểu CBS Ch−ơng 3: Xây dựng các kiểu khác nhau Báo cáo Dự án: KC.03.DA01 cho sản phẩm VIELINA-HTC-06/2004 35 3.2. Các kiểu dây chuyền thức ăn chăn nuôi (TACN) 3.2.1. Kiểu NCT: Nghiền - Cân -Trộn. Kiểu này có l−u đồ thời gian điều khiển trên hình 3-7 và sơ đồ công nghệ trên hình 3-8. Các đặc điểm của kiểu NCT nh− sau: • Nghiền tr−ớc từng thành phần dạng hạt rồi đ−a lên thùng chứa để cân. Nh− vậy việc cấp vật liệu dạng hạt bao gồm cả thời gian nghiền nên kéo dài hàng chục phút và nếu không cấp kịp thời thì công đoạn định l−ợng sẽ thiếu vật liệu và phải đợi gây ảnh h−ởng tới năng suất. • Vật liệu cấp vào thùng chứa đã đ−ợc nghiền nên nếu không làm việc liên tục thì dễ bị