NGHIÊN cứu hệ TRUYỀN ĐỘNG điện điều KHIỂN ĐỘNG cơ SERVO ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN: “NGHIÊN CỨU HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ SERVO ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP” NGÀNH ĐÀO TẠO: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ MÃ SỐ NGÀNH: 7510301 Họ tên sinh viên: Trương Văn Sơn Người hướng dẫn khóa luận tốt nghiệp: TS.Trần Đức Chuyển Nam Định - Năm 2021 LỜI MỞ ĐẦU Với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, đặc biệt ngành điện - tự động hóa ứng dụng nhiều cơng nghiệp Đối với điều khiển chuyển động hệ thống yêu cầu độ xác cao, việc điều khiển tốc độ hay vị trí cấu học quan trọng Một máy móc thơng dụng động cơ, sử dụng rộng rãi lĩnh vực Chính việc điều khiển động ghép nối chúng thành hệ truyền động tự động vơ quan trọng để tính toán sử dụng động Sau thời gian làm việc, nghiên cứu, ham khảo chúng em hoàn thành đề tài “NGHIÊN CỨU HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ SERVO ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP ” Động DC servo xuất nhiều công nghiệp sản xuất Hầu dây chuyền sản xuất hay xưởng, nhà máy, xí nghiệp sử dụng động DC servo Một số ứng dụng động DC servo công nghiệp điều khiển vị trí, vận tốc, gia tốc, cấu servo máy CNC, băng tải, cấu robot Bài làm cịn dựa nhiều lý thuyết, chúng em hoàn thiện cố gắng thực thực tế Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Đức Chuyển thầy cô môn giúp nhóm em hồn thành đồ án ! Nam Định, ngày tháng năm 2021 Sinh Viên Thực Hiện Trương Văn Sơn LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu em bạn Vũ Tiến Anh hướng dẫn khoa học thầy Trần Đức Chuyển Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác nhau, có ghi rõ phần nội dung tham khảo Ngoài ra, phần luận văn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác nhau, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Trường Đại Học Kinh Tế - Kỹ Thuật Công Nghiệp không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền tơi gây q trình thực (nếu có) Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Nam Định, ngày tháng năm 2021 NGƯỜI CAM ĐOAN Trương Văn Sơn LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Trường Đại học Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp thời gian tháng Trong q trình làm khóa luận tốt nghiệp, nhóm sinh viên nhận nhiều giúp đỡ để hoàn thành luận văn Trước tiên nhóm sinh viên thực xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn Trần Đức Chuyển tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho nhóm suốt q trình thực luận văn tốt nghiệp Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Khoa Điện - Điện tử Trường Đại học Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp, người truyền đạt kiến thức tảng quý báu cho nhóm suốt thời gian học tập vừa qua Xin gửi lời cảm ơn bạn bè bạn sinh viên lớp DHDI11A1ND ln động viên, giúp đỡ nhóm q trình làm luận văn Một lần xin chân thành cảm ơn đến người xung quanh, gia đình, người thân, bạn bè thầy cô bên cạnh, ủng hộ chung em đường học tập, làm việc tìm hướng tương lai TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP BỘ MƠN: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BẢNG THEO DÕI THỰC HIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên SV: Trương Văn Sơn MSV: 17204100019 Địa liên lạc: Nam Định Lớp: DHDI11A1ND Họ tên CBHD: TS Trần Đức Chuyển Khoa: Điện Tên đề tài: Nghiên cứu hệ truyền động điện điều khiển động Servo ứng dụng công nghiệp Khối lượng Tuần lễ Ngày CBHD ký Đã thực 20/02/2021 đến 22/02/2021 22/2/2021 đến Nhận đề từ GVHD Tổng quan đề tài Tổng quan đề tài Tổng quan hệ truyền động điện sử dụng đơng Servo SV Tìm hiểu hệ thống làm chương Bản Word gửi GVHD SV nghiên cứu hệ thống điều khiển máy công nghiệp sử dụng động Servo Viết chương gửi GVHD SV nghiên cứu tính tốn hệ thống truyền động Viết chương gửi GVHD 24/2/2021 24/2/2021 đến 27/2/2021 27/2/2021 đến 1/3/2021 1/3/2021 đến 5/3/2021 Tiếp tục thực 5/3/2021 SV Xây dựng hệ thống truyền động Viết chương gửi đến 8/3/2021 8/3/2021 đến 15/3/2021 tra Tính tốn, xây dựng mạch điều khiển theo mơ hình LVTN: Tiếp tục 15/3/2021 đến 23/3/2021 SV lập trình mơ đánh giá kết Viết chương 3, gửi GVHD Lắp đặt mơ hình Viết chương chương Bản Word gửi GVHD sửa ktra 23/3/2021 đến 30/3/2021 10 11 30/3/2021 Chạy thử nghiệm đến kiểm tra sửa chữa Kiểm tra thực nghiệm mơ hình 7/4/2021 sai sót 7/4/2021 SV tiến hành thực nghiệm mơ hình Hồn thiện tồn đồ án SV hồn thiện báo cáo GV HD đóng quyển; Nộp Hồn thiện viết quyển, silde báo cáo đến 15/4/2021 15/4/2021 12 Viết chương gửi GVHD Đề nghị thực / không tiếp tục thực kỳ GVHD Đánh giá khối lượng thực : 50% Kiểm sở cơng nghệ theo u cầu tốn đến 5/5/2021 Ngày .tháng năm 2021 Thư ký giáo vụ Ngày tháng năm 2021 Khoa / Bộ môn xác nhận MỤC LỤC STT DANH MỤC HÌNH ẢNH Tên nội dung hình Trang Hình 1.1: Một số hình ảnh Động servo 2 Hình 1.2: Động Cơ AC Servo - AC Servo Motor 3 13 Hình 1.3: Động Cơ DC Servo - DC Servo Motor Hình 1.4: Hình ảnh cấu tạo Động servo AC Hình 1.5: Hình ảnh cấu tạo Động servo DC Hình 1.6: Hình ảnh ứng dụng động servo ngành điện - điện tử Hình 1.7: Hình ảnh ứng dụng động servo ngành sản xuất thực phẩm, đồ uống Hình 1.8: Hình ảnh ứng dụng động servo ngành may mặc, ngành giấy, bao bì Hình 1.9: Hình ảnh ứng dụng động servo máy đùn Hình 1.10: Hình ảnh ứng dụng động servo điều khiển vận chuyển Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ truyền động servo Hình 2.2: Các phần động Servo - Động chiều (motor) Hình 2.3: Điều khiển servo 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Hình 2.4: Mạch vịng điều khiển tốc độ động Hình 2.5: Mạch vịng điều khiển mơ men động Hình 2.6: Mạch vịng điều khiển vị trí động Hình 2.7: IGBT Hình 2.8: Tín hiệu điều khiển động servo Hình 2.9: Phản hồi hệ thống động servo Hình 2.10: Đĩa mã hóa Hình 2.11: Bộ mã hóa xung vịng quay tỷ lệ Hình 2.12: Khi thay đổi chiều quay xung thay đổi Hình 2.13: Số bit Hình 2.14: Encoder Hình 2.15: Một Driver Servo hãng Mitsubishi 16 17 18 19 20 20 21 21 22 23 24 25 10 11 12 5 7 10 12 14 16 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 Hình 2.16: Encoder dùng cơng nghiệp Hình 2.17: Đĩa Encoder tuyệt đối Hình 2.18: Đĩa Encoder tương đối Hình 2.20: Minh họa chiều quay động Hình 3.1: Băng tải dây chuyền điều khiển giám sát sản xuất tinh bột sắn Hình 3.2: Ứng dụng băng tải ngành than Hình 3.3: Cấu tạo băng tải Hình 3.4: Băng tải theo phương ngang Hình 3.5: Băng tải theo phương nghiêng Hình 3.6: Băng tải theo phương thẳng đứng Hình 3.7: Băng tải cao su Hình 3.8: Băng tải xích Hình 3.9: Băng tải lăn Hình 3.10: Băng tải xoắn Hình 3.11: Băng tải linh hoạt Hình 4.1: Động servo kéo băng tải Hình 4.2: Drive servo Hình 4.3: Mã tham số Drive động servo Hình 4.4: Giá đỡ băng tải Hình 4.5: Giá đỡ băng tải Hình 4.6: Cáp USB 2.0 to COM DB9 RS232 1.5M 26 27 28 31 32 Hình 4.7: Mơ hình thực nghiệm 34 35 36 37 37 39 40 40 41 42 43 45 46 47 48 48 49 Hình 4.8: Mơ hình thực nghiệm 50 * Sau kết nối Drive ta click Jog cuối - Màn hình lên chức - Chức điều khiển số vòng quay động - Điều khiển quay thuận hay quay ngược - Nhấn vào Tesr Run động chạy 4.4 MÔ PHỎNG THỰC NGHIỆM TRÊN MATLAB SIMULINK Sơ đồ khối điều khiển động Servo với Arduino Matlab * Chương trình điều khiển đơng Servo XChuong trinh giao tiep voi rnotor servo function [] =servo_motor() board = arduino ('com9','uno'); tinishup = onCleanup(ộ() exitprogram(board)); motor = servo(board, 'D10'); disp('press ctrl-c to exit'); while íor pos = 0:0.25:1 disp(['position: num2str(pos)]); writePosition(motor,pos); pause(l); end for pos = 1:-0.25:0 disp(['position: num2str(pos)]); writePosition(motor,pos); pause(l); end end end íunction exitprogram(b) clear b; dỉsp('program has exit'); end Mô matlab: * Giao diện matlab: MATLAB R2019a ộ MỊ ÍB1 New Variable / Open Variable ▼ Import Save Data Workspace Clear VVorkspace ▼ VARIABLE CODE ISIMULINK Ị Command Window n Name (3 mỉiregistry S) registry ® util s win32 E win64 n crash_analyzer.đg [^] deploytool.bat n lcdata.xml n lcdataj