Më ®Çu Trong sù nghiÖp c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt níc, cã thÓ nãi mét trong nh÷ng tiªu chÝ ®Ó ®¸nh gi¸ sù ph¸t triÓn kinh tÕ cña mçi quèc gia lµ møc ®é tù ®éng ho¸ trong c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt mµ tríc hÕt ®ã lµ n¨ng suÊt s¶n xuÊt vµ chÊt lîng s¶n phÈm lµm ra. Sù ph¸t triÓn rÊt nhanh chãng cña m¸y tÝnh ®iÖn tö , c«ng nghÖ th«ng tin vµ nh÷ng thµnh tùu cña lý thuyÕt §iÒu khiÓn tù ®éng ®• lµm cë së vµ hç trî cho sù ph¸t triÓn t¬ng xøng cña lÜnh vùc tù ®éng ho¸. ë níc ta mÆc dÇu lµ mét níc chËm ph¸t triÓn, nhng nh÷ng n¨m gÇn ®©y cïng víi nh÷ng ®ßi hái cña s¶n xuÊt còng nh sù héi nhËp vµo nÒn kinh tÕ thÕ giíi th× viÖc ¸p dông c¸c tiÕn bé khoa häc kü thuËt mµ ®Æc biÖt lµ sù tù ®éng ho¸ c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®• cã bíc ph¸t triÓn míi t¹o ra s¶n phÈm cã hµm lîng chÊt x¸m cao tiÕn tíi h×nh thµnh mét nÒn kinh tÕ tri thøc.
Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng TĐH 3- K43 trờng đại học bách khoa hà nội khoa năng lợng bộ môn tự động hoá xncn thiết kế môn học điều khiển logic đồ án môn học Sinh viên : TRIệU TUYÊN HOàNG Lớp : Tự động hoá 3 K43 1. Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ nh hình vẽ bằng phơng pháp ma trận trạng thái với mạch động lực dùng thiết bị khí nén và mạch điều khiển dùng thiết bị điện. 2. Nội dung - Thiết kế sơ đồ nguyên lý. - Tính chọn thiết bị điều khiển. - Thiết kế sơ đồ lắp ráp. 3. Thuyết minh và bản vẽ - 1 quyển thuyết minh. - 2 bản vẽ kỹ thuật khổ A 0 cho sơ đồ nguyên lý và lắp ráp. cán bộ hớng dẫn mục lục nhiệm vụ thiết kế 02 mục lục 03 Tài liệu tham khảo 04 Lời nói đầu 05 1 Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng TĐH 3- K43 Chơng I: giới thiệu chung về công nghệ 1. sơ đồ công nghệ 06 2. nguyên lý hoạt động của sơ đồ công nghệ 06 Chơng II: tổng hợp hàm điều khiển 1. tổng hợp hàm điều khiển bằng phơng pháp hàm tác động 08 1.1 xác định các biến điều khiển 08 1.2 tổng hợp hàm điều khiển 09 2. sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống 11 2.1 các phần tử 11 2.2 sơ đồ nguyên lý 12 2.3 thuyết minh nguyên lý hoạt động của sơ đồ 13 Chơng III: Tính chọn và thiết kế mạch lắp ráp 1. Chọn các thiết bị 14 1. chọn các phần tử logic 14 2. chọn công tắc 15 3. Chọn Van phân phối 16 4. Chọn thiết bị chấp hành 17 5. chọn nút ấn 17 2. SƠ Đồ LắP RáP 1. Lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị 17 2. Sơ đồ lắp ráp của mạch điều khiển hệ thống 18 Mở đầu Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc, có thể nói một trong những tiêu chí để đánh giá sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia là mức độ tự động hoá trong các quá trình sản xuất mà trớc hết đó là năng suất sản xuất và chất l- ợng sản phẩm làm ra. Sự phát triển rất nhanh chóng của máy tính điện tử , công nghệ thông tin và những thành tựu của lý thuyết Điều khiển tự động đã làm cở sở và hỗ trợ cho sự phát triển tơng xứng của lĩnh vực tự động hoá. ở nớc ta mặc dầu là một nớc chậm phát triển, nhng những 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 các tiến bộ khoa học kỹ thuật mà đặc biệt là sự tự động hoá các quá 2 Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng TĐH 3- K43 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 tế tri 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 của quá 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 thủng trên bề mặt vật thể có kích thớc chiều sâu định trớc. Trong công việc thiết kế, tự động hoá điều khiển đợc thể hiện qua hai quá 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 đó quay về vị trí cũ đễ đảm bảo cho quy trình tiếp theo. Chất lợng mũi khoan và năng suất làm việc phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ điều khiển. Quá trình làm việc đợc thực hiện 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 điều khiển cho hệ thống. Có rất nhiều phơng pháp để tổng hợp hàm điều khiển nhng ở đây ta sử dụng phơng pháp GRAPCET . So với các 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 quá trình. 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 gi- ờng, bào xọc dần dần đợc tự động hóa theo một dây 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 sử dụng trong các nhà máy cơ khí, nhà máy sửa chữa và chế tạo máy. 3 Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng TĐH 3- K43 Trong môi trờng làm việc nặng nhọc công nghệ yêu cầu : - Khoan làm việc ổn định, chắc chắn. - Tần số làm việc lớn. Ch ơng II : Thiết kế Theo phơng pHáp Grapcet 1. Grapcet - công cụ để mô tả mạch trình tự trong công nghiệp Trong dây chuyền sản xuất công nghiệp, các thiết bị máy móc thờng hoạt động theo một trình tự lôgic chặt chẽ nhằm đảm bảo chất lợng sản phẩm, an toàn cho ngời và thiết bị. Cấu trúc làm việc trình tự của dây chuyền đã đa ra yêu cầu cho điều khiển là điều khiển sự hoạt động chặt chẽ thống nhất của dây chuyền đồng thời cũng gợi ý cho ta sự phân nhóm lôgic của automat trình tự bởi các tập hợp con của máy móc và các thuật toán. Ta có sơ đồ khối : 4 Quá trình Cấu trúc điều khiển trình tự Tín hiệu vào Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng TĐH 3- K43 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 thức làm việc khác nhau để đảm bảo an toàn và xử lí kịp thời các h hỏng trong hệ thống. Phải luôn có phơng án can thiệp trực tiếp của ngời vân hành đến việc dừng máy khẩn cấp Grapcep là công cụ rất hữu ích để thiết kế và thực hiện đầy đủ các yêu cầu của công nghệ tự động hoá các quá trình công nghệ kể trên. 5 Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng TĐH 3- K43 2.Phơng pháp Grapcet Yêu cầu công nghệ : a, b, c, d là các công tắc hành trình cảm nhận vị trí của lỡi khoan. Hoạt động : Khoan đi xuống với vận tốc v1 gặp b (gặp vật liệu) giảm tốc độ khoan với vận tốc v2. Xuống gặp c lỡi khoan nhấc lên tháo phoi chuẩn bị cho giai đoạn khoan thứ hai. Đi lên với vận tốc V1 gặp a khoan đảo chiều đi xuống với 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. 3.Tín hiệu vào, trạng thái ra 6 Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng TĐH 3- K43 Tín hiệu vào : Các cảm biến vị trí a, b, c, d Tín hiệu ra : X : trạng thái đi xuống L : trạng thái đi lên V1 : chạy xuống với vận tốc v1 V2 : chạy xuống với vận tốc v2 4.Thành lập Grapcet 1 -Xác lập trạng thái ban đầu -Trạng thái ban đầu -Đã ở trạng thái ban đầu -Đi xuống với vận tốc v1 -Đã đi xuống với vân tốc v1 -Đi xuống với vận tốc v2 -Đã đi xuống với vận tốc v2 -Đi lên với vận tốc v1 -Đã đi lên với vận tốc v1 *Nhận xét : 7 Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng TĐH 3- K43 - Nếu Grapcet chỉ có vậy khoan sẽ đi xuống găp b giảm tốc, gặp c đi lên, gặp a lặp lại quá trình trên mà không khoan 2 giai đoạn. - Vì vậy, phải thêm 1 biến phụ nhận biết cho phép : . gặp b lần thứ nhất đi xuống với vận tốc v2 nhng gặp b lần thứ hai vẫn duy trì vận tốc cũ. . đồng thời gặp c lần thứ nhất đi lên nhng cấm đi lên lần thứ hai mà gặp c đi xuống với vận tốc v2. Chỉ khi gặp d mới 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 8 §å ¸n ®iÒu khiÓn logic TriÖu Tuyªn Hoµng T§H 3- K43 9 §å ¸n ®iÒu khiÓn logic TriÖu Tuyªn Hoµng T§H 3- K43 Ta rót ra ®îc hµm ®ãng c¾t nh sau : So + = g + L.a So - = X.v1 X + = m.a.So + a.L.P X - = L.v1 V1 + = m.a.So + (c+d).X.v2 + a.L.P V1 - = v2 V2 + = c.v1 + b.v1.P V2 - = L.v1 L + = (c+d).X.v2 L - = So + X.v1 P + = c P - = d “ + “ : hµm ®ãng “ – “ : hµm c¾t Grapcet sö dông c¸c phÇn tö nhí thùc hiÖn c«ng nghÖ trªn. Nhng yªu cÇu bµi to¸n sö dông phÇn tö tiÕp ®iÓm nªn : - ViÕt hµm ®ãng cã tiÕp ®iÓm tù duy tr× ®Ó nhí - ViÕt hµm c¾t Ta cã s¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn trang sau 10 [...]... có điện - Vì V1 18-16 đang có điện nên V2 có điện và tự duy trì bởi V2 1-16 Có V2 thì V1 bị cắt bởi V210-12 Khoan tiếp tục chạy xuống với vận tốc mới v2 - Gặp d do V2 25-27, X27-28 đang đóng nên rơle L có điện - Tơng tự rơle V1 có điện - V1, L có điện các tiếp điểm thờng đóng của nó mở ra do đó cắt điện X, V1 - Đồng thời gặp d nên P mất điện Khoan chạy lên với vận tốc v1 - Gặp a rơle So có điện và. .. của nó đóng lại ở trạng thái sẵn sàng đợi lệnh mới Kết thúc quá trình khoan một lỗ hai giai đoạn 13 - Đồ án điều khiển logic Tuyên Hoàng Triệu TĐH 3- K43 Chơng III : Sơ dồ mạch lực Lựa chọn thiết bị 1 Mạch lực - Công suất động cơ 2KW - Điện áp định mức 220V - Động cơ một chiều kích từ độc lập Dòng điện định mức : Iđm... - Đồ án điều khiển logic Tuyên Hoàng Triệu TĐH 3- K43 RH101 5 4 c Các thiết bị bảo vệ 4 220 2 92x128 Bảo vệ bằng cầu chì ta chọn cầu chì : - Động lực - Điều khiển Mạch động lực Kiểu cầu Dòng đm Dòng cắt Điện áp Kích thớc chung chì dây chảy giới hạn định mức A B C HH 15 8000 220 91 16 25 Cầu chì kiểu ống nên khi đứt rất an toàn Mạch điều khiển Kiểu cầu... - Điều khiển tự động truyền động điện Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1986 3 Nguyễn Xuân Phú, Tô Đằng - Sử dụng và sửa chữa khí cụ điện hạ áp 4 Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1998 23 - Đồ án điều khiển logic Tuyên Hoàng Triệu TĐH 3- K43 5 Các CD-ROM catalogue tra cứu thiết bị khí nén và. .. trong mạch phần ứng theo nguyên tắc dòng điện bởi rơle dòng điện cực đại RH Sơ đồ nguyên lí mạch lực , mạch lực nh hình bên : 15 - Đồ án điều khiển logic Tuyên Hoàng Triệu TĐH 3- K43 2 Lựa chọn thiết bị a Phần tử chấp hành Dòng điện định mức Iđm = 9,1 A Khi mở máy dòng điện Imm < 2,5 Iđm Dòng cực đại khi mở máy là... điểm V1 5-4 mở ra làm mất điện So Khoan chạy xuống với vận tốc v1 11 - Đồ án điều khiển logic Tuyên Hoàng Triệu TĐH 3- K43 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 khác không bị ảnh hởng Khoan lúc này giảm tốc độ... Gặp a vì các tiếp điểm L11-11, P11-8 đang duy trì nên rơle X có điện và duy trì bởi X1-8 Đồng thời V1 có điện và cắt L Khoan lại chạy xuống với vận tốc v1 (bắt đầu chu trình thứ hai) - Gặp b do P20-16 đã mở cho nên rơle V2 không thể có điện Khoan tiếp tục chạy xuống với vận tốc v1 12 - Đồ án điều khiển logic Tuyên Hoàng Triệu TĐH 3- K43 ... =9,1 A - Đối với động cơ công suất nhỏ thế này có thể sử dụng phơng pháp mở máy trực tiếp không cần qua ddiện trở hàn chế - Đối với mạch bảo vệ ta có thể chọn phơng án bảop vệ cầu chì đơn giản và rẻ tiền 14 - Đồ án điều khiển logic Tuyên Hoàng Triệu TĐH 3- K43 Khi đảo chiều thực hiện hãm ngợc bằng tất cả các điện trở tham... N9 STT Tên thiết bị Điểm nối 18 - Đồ án điều khiển logic Tuyên Hoàng Triệu TĐH 3- K43 2 Đầu nối điều khiển ĐK STT Tên thiết bị 1A 1 1So 2A 3B 3 1ĐK 4B 4 5C 5 3ĐK 6C 6 7D 7 5ĐK 8D 8 9m 9 10 m 10 11 D 11 12 D 12 6ĐK 13 g 13 14 g 14 Điểm nối 19 - Đồ án điều khiển logic... điều khiển Kiểu cầu Dòng đm Dòng cắt Điện áp Kích thớc chung chì dây chảy giới hạn định mức A B C HH 6 1200 220 91 16 25 Chọn rơle dòng điện cực đại Bảng đấu dây có thể lập nh sau : STT Tên thiết bị Điểm nối 17 - Đồ án điều khiển logic Tuyên Hoàng Triệu TĐH 3- K43 -1 1RH 1 Đầu nối động lực ĐL 1 2 X1 2 3 X2 3 4 L1 4 5 . Tự động hoá 3 K43 1. Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ nh hình vẽ bằng phơng pháp ma trận trạng thái với mạch động lực dùng thiết bị khí nén và mạch điều khiển dùng. khí nén và mạch điều khiển dùng thiết bị điện. 2. Nội dung - Thiết kế sơ đồ nguyên lý. - Tính chọn thiết bị điều khiển. - Thiết kế sơ đồ lắp ráp. 3. Thuyết minh và bản vẽ - 1 quyển thuyết minh. -. nghệ 1. sơ đồ công nghệ 06 2. nguyên lý hoạt động của sơ đồ công nghệ 06 Chơng II: tổng hợp hàm điều khiển 1. tổng hợp hàm điều khiển bằng phơng pháp hàm tác động 08 1.1 xác định các biến điều