TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA NĂNG LƯỢNG BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XNCN thiết kế môn học điều khiển logic đồ án môn học Sinh viên Lớp Tự động hoá 3 K43 1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thiết kế hệ thống điều khiển máy kh[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA NĂNG LƯỢNG BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HỐ XNCN thiết kế mơn học điều khiển logic đồ án môn học Sinh viên : Lớp : Tự động hoá K43 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thiết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ hình vẽ phương pháp ma trận trạng thái với mạch động lực dùng thiết bị khí nén mạch điều khiển dùng thiết bị điện NỘI DUNG Thiết kế sơ đồ nguyên lý Tính chọn thiết bị điều khiển Thiết kế sơ đồ lắp ráp THUYẾT MINH VÀ BẢN VẼ thuyết minh vẽ kỹ thuật khổ A0 cho sơ đồ nguyên lý lắp ráp CÁN BỘ HƯỚNG DẪN mục lục nhiệm vụ thiết kế mục lục Tài liệu tham khảo Lời nói đầu Chương I: giới thiệu chung công nghệ sơ đồ công nghệ nguyên lý hoạt động sơ đồ công nghệ Chương II: tổng hợp hàm điều khiển tổng hợp hàm điều khiển phương pháp hàm tác động 1.1 xác định biến điều khiển 1.2 tổng hợp hàm điều khiển sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống 2.1 phần tử 2.2 sơ đồ nguyên lý 2.3 thuyết minh nguyên lý hoạt động sơ đồ Chương III: Tính chọn thiết kế mạch lắp ráp Chọn thiết bị 02 03 04 05 06 06 08 08 09 11 11 12 13 14 chọn phần tử logic 14 chọn công tắc 15 Chọn Van phân phối 16 Chọn thiết bị chấp hành 17 chọn nút ấn 17 SƠ Đồ LắP RáP Lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị 17 Sơ đồ lắp ráp mạch điều khiển hệ thống 18 Mở đầu Trong nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố đất nước, nói tiêu chí để đánh giá phát triển kinh tế quốc gia mức độ tự động hố q trình sản xuất mà trước hết suất sản xuất chất lượng sản phẩm làm Sự phát triển nhanh chóng máy tính điện tử , cơng nghệ thông tin thành tựu lý thuyết Điều khiển tự động làm cở sở hỗ trợ cho phát triển tương xứng lĩnh vực tự động hoá nước ta nước chậm phát triển, năm gần với đòi hỏi sản xuất hội nhập vào kinh tế giới việc áp dụng tiến khoa học kỹ thuật mà đặc biệt tự động hố q trình sản xuất có bước phát triển tạo sản phẩm có hàm lượng chất xám cao tiến tới hình thành kinh tế tri thức Ngày tự động hố điều khiển q trình sản xuất sâu vào ngõ nghách, vào tất khâu trình tạo sản phẩm Một nhữnh ứng dụng mà đồ án thiết kế là điều khiển cơng nghệ khoan Tự động hố điều khiển cơng nghệ khoan q trình tạo lỗ thủng bề mặt vật thể có kích thước chiều sâu định trước Trong công việc thiết kế, tự động hoá điều khiển thể qua hai q trình sau: - Tự động hố điều khiển cơng việc đưa vật thể vào vị trí định trước (xác định vị trí lỗ khoan) - Tự động hố đưa mũi khoan vào khoan vật thể sau quay vị trí cũ đễ đảm bảo cho quy trình Chất lượng mũi khoan suất làm việc phụ thuộc nhiều vào công nghệ điều khiển Quá trình làm việc thực theo trật tự logic, theo trình tự thời gian xác định để điều khiển công nghệ ta phải tổng hợp hàm điều khiển cho hệ thống Có nhiều phương pháp để tổng hợp hàm điều khiển ta sử dụng phương pháp GRAPCET So với phương pháp khác phương pháp hàm tác động có ưu điểm đơn giản đảm bảo xác thực trình Sinh viên CHƯƠNG I : Giới thiệu công nghệ Công nghệ : Khoan lỗ hai giai đoạn Máy khoan sử dụng rộng rãi nhà máy khí Bên cạnh máy móc khí khác máy tiện, máy doa, máy bào giường, bào xọc tự động hóa theo dây chuyền ngày đại Các máy khoan tự động hoá theo dây chuyền nhằm nâng cao suất giảm nặng nhọc cho người cơng nhân Trong công nghệ khoan lỗ hai giai đoạn sử dụng nhà máy khí, nhà máy sửa chữa chế tạo máy Trong môi trường làm việc nặng nhọc công nghệ yêu cầu : Khoan làm việc ổn định, chắn Tần số làm việc lớn CHƯƠNG II : Thiết kế Theo phương pHáp Grapcet 1. Grapcet - công cụ để mô tả mạch trình tự cơng nghiệp Trong dây chuyền sản xuất cơng nghiệp, thiết bị máy móc thường hoạt động theo trình tự lơgic chặt chẽ nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm, an toàn cho người thiết bị Cấu trúc làm việc trình tự dây chuyền đưa yêu cầu cho điều khiển điều khiển hoạt động chặt chẽ thống dây chuyền đồng thời gợi ý cho ta phân nhóm lơgic automat trình tự tập hợp máy móc thuật tốn Ta có sơ đồ khối : Q trình cơng nghệ bao gồm : Hoàn toàn tự động Bán tự động Hoàn toàn tay Khi thiết kế hệ thống phải tính tốn đến phương thức làm việc khác để đảm bảo an toàn xử lí kịp thời hư hỏng hệ thống Phải ln có phương án can thiệp trực tiếp người vân hành đến việc dừng máy khẩn cấp Grapcep cơng cụ hữu ích để thiết kế thực đầy đủ yêu cầu cơng nghệ tự động hố q trình cơng nghệ kể 2.Phương pháp Grapcet: Yêu cầu công nghệ : a, b, c, d cơng tắc hành trình cảm nhận vị trí lưỡi khoan Hoạt động : Khoan xuống với vận tốc v1 gặp ‘b’ (gặp vật liệu) giảm tốc độ khoan với vận tốc v2 Xuống gặp ‘c’ lưỡi khoan nhấc lên tháo phoi chuẩn bị cho giai đoạn khoan thứ hai Đi lên với vận tốc V1 gặp ‘a’ khoan đảo chiều 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 lỗ khoan nhấc lên với vận tốc V1 Đi lên gặp ‘a’ dừng lại kết thúc trình khoan 3.Tín hiệu vào, trạng thái Tín hiệu vào : Các cảm biến vị trí a, b, c, d Tín hiệu : X : trạng thái xuống L : trạng thái lên V1 : chạy xuống với vận tốc v1 V2 : chạy xuống với vận tốc v2 4.Thành lập Grapcet -Xác lập trạng thái ban đầu -Trạng thái ban đầu -Đã trạng thái ban đầu -Đi xuống với vận tốc v1 -Đã xuống với vân tốc v1 -Đi xuống với vận tốc v2 -Đã xuống với vận tốc v2 -Đi lên với vận tốc v1 -Đã lên với vận tốc v1 *Nhận xét : Nếu Grapcet có khoan xuống găp b giảm tốc, gặp c lên, gặp a lặp lại trình mà khơng khoan giai đoạn Vì vậy, phải thêm biến phụ nhận biết cho phép : gặp b lần thứ xuống với vận tốc v2 gặp b lần thứ hai trì vận tốc cũ đồng thời gặp c lần thứ lên cấm lên lần thứ hai mà gặp c xuống với vận tốc v2 Chỉ gặp d lên Gọi biến P gặp c hàm đóng gặp d cắt Từ điều Grapcet thành lập sau 6.Nguyên lí hoạt động sơ đồ sau : Khi có tín hiệu sẵn sàng So tự trì theo đường 1-So-5-4-2 Tiếp điểm So98, So12 15 đóng lại sẵn sàng làm việc Tại vị trí ban đầu a ấn nút mở máy m rơle trung gian X có điện tự trì tiếp điểm X1-8, X5-4 lúc mở Đồng thời rơle V1 có điện tự trì tiếp điểm V1 1-12 tiếp điểm V1 5-4 mở làm điện So Khoan chạy xuống với vận tốc v1 Gặp b tiếp điểm V1 20-22 đóng nên V2 có điện tự trì V2 1-16 V2 có điện đồng thời tiếp điểm V2 12-10 mở cắt điện V1 Các rơle khác không bị ảnh hưởng Khoan lúc giảm tốc độ xuống vận tốc v2 (bắt đầu trình khoan giai đoạn một) Gặp c rơle P có điện tự trì tiếp điểm P1-29 tiếp điểm P20-16 mở đồng thời P23-12 đóng lại sẵn sàng Cùng lúc tiếp diểm V2 25-27, X2 17-28 đóng nên rơle L có điện tự trì L1-28 Tiếp điểm X17-19, V2 19-12 đóng nên rơle V1 có điện Chúng cắt V2 X khoan chạy lên với vận tốc v1 Gặp b khơng chuyện xảy P20-16 mở Gặp a tiếp điểm L11’-11, P11-8 trì nên rơle X có điện trì X1-8 Đồng thời V1 có điện cắt L Khoan lại chạy xuống với vận tốc v1 (bắt đầu chu trình thứ hai) Gặp b P20-16 mở rơle V2 khơng thể có điện Khoan tiếp tục chạy xuống với vận tốc v1 Đến gặp c V2 25-27 mở nên rơle L khơng có điện Vì V1 18-16 có điện nên V2 có điện tự trì V2 1-16 Có V2 V1 bị cắt V210-12 Khoan tiếp tục chạy xuống với vận tốc v2 Gặp d V2 25-27, X27-28 đóng nên rơle L có điện Tương tự rơle V1 có điện V1, L có điện tiếp điểm thường đóng mở cắt điện X, V1 Đồng thời gặp d nên P điện Khoan chạy lên với vận tốc v1 Gặp a rơle So có điện tự trì tiếp điểm đóng lại trạng thái sẵn sàng đợi lệnh Kết thúc trình khoan lỗ hai giai đoạn ƯƠNG III : Sơ dồ mạch lực – Lựa chọn thiết bị Mạch lực Công suất động 2KW Điện áp định mức 220V Động chiều kích từ độc lập Dịng điện định mức : Iđm = Pđm/Uđm = 2.103/220 =9,1 A Đối với động công suất nhỏ sử dụng phương pháp mở máy trực tiếp không cần qua ddiện trở hàn chế Đối với mạch bảo vệ ta chọn phương án bảop vệ cầu chì đơn giản rẻ tiền Khi đảo chiều thực hãm ngược tất điện trở tham gia mạch phần ứng theo nguyên tắc dòng điện rơle dòng điện cực đại RH Sơ đồ nguyên lí mạch lực , mạch lực hình ... nặng nhọc cho người công nhân Trong cơng nghệ khoan lỗ hai giai đoạn sử dụng nhà máy khí, nhà máy sửa chữa chế tạo máy Trong môi trường làm việc nặng nhọc công nghệ yêu cầu : Khoan... vị trí lưỡi khoan Hoạt động : Khoan xuống với vận tốc v1 gặp ‘b’ (gặp vật liệu) giảm tốc độ khoan với vận tốc v2 Xuống gặp ‘c’ lưỡi khoan nhấc lên tháo phoi chuẩn bị cho giai đoạn khoan thứ hai... vào vị trí định trước (xác định vị trí lỗ khoan) - Tự động hoá đưa mũi khoan vào khoan vật thể sau quay vị trí cũ đễ đảm bảo cho quy trình Chất lượng mũi khoan suất làm việc phụ thuộc nhiều vào