đồ án điều khiển logic thiết kế hệ thống điều khiển máy khoan

Nhiệm vụ thiết kếThiết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ nhhình vẽ bằng phơng pháp ma trận trạng thái với mạch động lựcdùng thiết bị khí nén và mạch điều khiển dùng thiết bị điện

1. Nhiệm vụ thiết kế

Thiết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ nhhình vẽ bằng phơng pháp ma trận trạng thái với mạch động lựcdùng thiết bị khí nén và mạch điều khiển dùng thiết bị điện

- 1 quyển thuyết minh

- 2 bản vẽ kỹ thuật khổ A0 cho sơ đồ nguyên lý và lắpráp

cán bộ hớng

dẫn

mục lục

Chơng I: giới thiệu chung về công nghệ

2 nguyên lý hoạt động của sơ đồ công nghệ 06

Chơng II: tổng hợp hàm điều khiển

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc,

có thể nói một trong những tiêu chí để đánh giá sự phát triểnkinh tế của mỗi quốc gia là mức độ tự động hoá trong các quátrình sản xuất mà trớc hết đó là năng suất sản xuất và chấtlợng sản phẩm làm ra Sự phát triển rất nhanh chóng của máytính điện tử , công nghệ thông tin và những thành tựu của lýthuyết Điều khiển tự động đã làm cở sở và hỗ trợ cho sự pháttriển tơng xứng của lĩnh vực tự động hoá

ở nớc ta mặc dầu là một nớc chậm phát triển, nhngnhững năm gần đây cùng với những đòi hỏi của sản xuất cũng

nh sự hội nhập vào nền kinh tế thế giới thì việc áp dụng cáctiến bộ khoa học kỹ thuật mà đặc biệt là sự tự động hoá cácquá trình sản xuất đã có bớc phát triển mới tạo ra sản phẩm

có hàm lợng chất xám cao tiến tới hình thành một nền kinh tếtri thức

Ngày nay tự động hoá điều khiển các quá trình sản xuất

đã đi sâu vào từng ngõ nghách, vào trong tất cả các khâu củaquá trình tạo ra sản phẩm Một trong nhữnh ứng dụng đó mà

đồ án này thiết kế là điều khiển công nghệ khoan Tự động hoá

điều khiển công nghệ khoan là quá trình tạo ra một lỗ thủngtrên bề mặt vật thể có kích thớc chiều sâu định trớc Trongcông việc thiết kế, tự động hoá điều khiển đợc thể hiện qua haiquá trình sau:

- Tự động hoá điều khiển công việc đa vật thể vào vị trí

định trớc (xác định vị trí lỗ khoan)

- Tự động hoá đa mũi khoan vào khoan vật thể sau đóquay về vị trí cũ đễ đảm bảo cho quy trình tiếp theo.

Chất lợng mũi khoan và năng suất làm việc phụ thuộc rấtnhiều vào công nghệ điều khiển Quá trình làm việc đợc thựchiện theo một trật tự logic, theo trình tự thời gian xác định do

đó để điều khiển đợc công nghệ ta phải tổng hợp đợc hàm điềukhiển cho hệ thống Có rất nhiều phơng pháp để tổng hợp hàm

điều khiển nhng ở đây ta sử dụng phơng pháp GRAPCET So vớicác phơng pháp khác thì phơng pháp hàm tác động có u điểm

đơn giản và đảm bảo sự chính xác về tuần tự thực hiện quátrình

Sinh viên

Ch ơng I : Giới thiệu công nghệ

Công nghệ : Khoan một lỗ hai giai đoạn

Máy khoan đợc sử dụng rộng rãi trong các nhà máy cơ khí.Bên cạnh các máy móc cơ khí khác nh các máy tiện, máy doa,máy bào giờng, bào xọc dần dần đợc tự động hóa theo mộtdây chuyền ngày càng hiện đại Các máy khoan cũng đợc tự

động hoá theo dây chuyền nhằm nâng cao năng suất và giảm

sự nặng nhọc cho ngời công nhân

Trong đó công nghệ khoan một lỗ hai giai đoạn cũng đợc sửdụng trong các nhà máy cơ khí, nhà máy sửa chữa và chế tạo

Trong m«i trêng lµm viÖc nÆng nhäc c«ng nghÖ yªu cÇu :

Quá trình công nghệ có thể bao gồm :

- Hoàn toàn tự động

- Bán tự động

- Hoàn toàn bằng tay

Khi thiết kế hệ thống phải tính toán đến các phơng thứclàm việc khác nhau để đảm bảo an toàn và xử lí kịp thời các hhỏng trong hệ thống Phải luôn có phơng án can thiệp trực tiếpcủa ngời vân hành đến việc dừng máy khẩn cấp Grapcep làcông cụ rất hữu ích để thiết kế và thực hiện đầy đủ các yêu cầucủa công nghệ tự động hoá các quá trình công nghệ kể trên

Quá trình

Cấu trúc

điều khiển trì nh

tự

Tín hiệu

vào

Đi lên với vận tốc V1 gặp ‘a’ khoan đảo chiều đi xuốngvới vận tốc V1 bắt đầu giai đoạn hai Đi xuống gặp ‘c’(gặp phôi) bắt đầu khoan xuống với vận tốc V2 Gặp

‘d’ khoan hết một lỗ khoan đợc nhấc lên với vận tốc V1

Đi lên gặp ‘a’ thì dừng lại kết thúc quá trình khoan

V1 : ch¹y xuèng víi vËn tèc v1

V2 : ch¹y xuèng víi vËn tèc v2

4.Thµnh lËp Grapcet 1

-X¸c lËp tr¹ng th¸i ban ®Çu

-Tr¹ng th¸i ban ®Çu

-§· ë tr¹ng th¸i ban ®Çu

-§i xuèng víi vËn tèc v1

-§· ®i xuèng víi v©n tèc v1

-§i xuèng víi vËn tèc v2

-Đã đi xuống với vận tốc v2

- Vì vậy, phải thêm 1 biến phụ nhận biết cho phép :

gặp b lần thứ nhất đi xuống với vận tốc v2 nhnggặp b lần thứ hai vẫn duy trì vận tốc cũ

đồng thời gặp c lần thứ nhất đi lên nhng cấm đilên lần thứ hai mà gặp c đi xuống với vận tốc v2 Chỉ khi gặp dmới đi lên

- Gọi biến P gặp c hàm đóng và gặp d thì cắt

Từ những điều trên Grapcet 2 có thể thành lập nh sau

5.Thành lập Grapcet 2

- Viết hàm cắt

Ta có sơ đồ mạch điều khiển trang sau

6.Nguyên lí hoạt động sơ đồ nh sau :

- Khi có tín hiệu sẵn sàng của So tự duy trì theo đờng So-5-4-2 Tiếp điểm So98, So12 15 đóng lại sẵn sànglàm việc

1 Tại vị trí ban đầu a ấn nút mở máy m rơle trung gian

X có điện và tự duy trì bởi tiếp điểm X1-8, X5-4 lúcnày mở ra

- Đồng thời khi đó rơle V1 có điện và tự duy trì bởi tiếp

điểm V1 1-12 tiếp điểm V1 5-4 mở ra làm mất điệnSo

 Khoan chạy xuống với vận tốc v1

- Gặp b tiếp điểm V1 20-22 đang đóng nên V2 có điện

và tự duy trì bởi V2 1-16 V2 có điện đồng thời tiếp

điểm V2 12-10 mở ra cắt điện V1 Các rơle kháckhông bị ảnh hởng

 Khoan lúc này giảm tốc độ xuống vận tốc v2(bắt đầu quá trình khoan giai đoạn một)

- Gặp c rơle P có điện và tự duy trì bởi tiếp điểm P1-29tiếp điểm P20-16 mở ra đồng thời P23-12 đóng lại sẵnsàng

- Cùng lúc đó bởi các tiếp diểm V2 25-27, X2 17-28

đang đóng nên rơle L có điện tự duy trì bởi L1-28

- Tiếp điểm X17-19, V2 19-12 đóng nên rơle V1 cũng

có điện Chúng cắt V2 và X do vậy khoan chạy lên vớivận tốc v1

 Khoan tiếp tục chạy xuống với vận tốc v1

- Đến khi gặp c do V2 25-27 đang mở nên rơle L không

có điện

- Vì V1 18-16 đang có điện nên V2 có điện và tự duytrì bởi V2 1-16 Có V2 thì V1 bị cắt bởi V210-12

- Đồng thời gặp d nên P mất điện.

 Khoan chạy lên với vận tốc v1

- Gặp a rơle So có điện và tự duy trì các tiếp điểm của

nó đóng lại ở trạng thái sẵn sàng đợi lệnh mới

 Kết thúc quá trình khoan một lỗ hai giai đoạn

- Đối với mạch bảo vệ ta có thể chọn phơng án bảop vệcầu chì đơn giản và rẻ tiền.

- Khi đảo chiều thực hiện hãm ngợc bằng tất cả các

điện trở tham gia trong mạch phần ứng theo nguyêntắc dòng điện bởi rơle dòng điện cực đại RH

Sơ đồ nguyên lí mạch lực , mạch lực nh hình bên :

Kích thớc

Iđm Imax Thờng

mở

Thờng

đóngK1-

0021

28Chọn 4 công tắc tơ nh trên cho các công tắc tơ X, L, V1,V2

Từ công suất cuộn hút có thể tính đợc dòng qua cuộn hút :

Kích thớc

Thờngmở

Điện

áp định mức

áp định mức

Kích thớc chung

Chọn rơle dòng điện cực đại

Bảng đấu dây có thể lập nh sau :

2 §Çu nèi ®iÒu khiÓn

3 CÇu dao

CD

1 – N+1’ –

2 – 2’ –

1CC

1 – 1’CD1’ –

2CC

1 – 2’CD1’ –

6

R¬le h·m RH

1 – 1’ – 1’.1CC

2 – 2’ –

7 R¬le trung gian

9 R¬le trung gian

11 – 11P11’ – 21L

Tµi liÖu tham kh¶o

1 PGS - TS NguyÔn Träng ThuÇn - §iÒu khiÓn logic vµ øng

Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2000.

2 Trịnh Đình Đề, Võ Trí An - Điều khiển tự động truyền

4 Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1998.

5 Các CD-ROM catalogue tra cứu thiết bị khí nén và điện của các hãng

OMRON, FESTO, MITSUBISHI.

6 Bản dịch: Cẩm nang Kỹ thuật điện Tự động hoá và Tin học Công nghiệp

Ngời dịch: PGS - TS Lê Văn Doanh

Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999

7 Lewin, D - Logical design of switching circuits

Nhà xuất bản MacMillan, 1986