Đồ án xây dựng các bài thực tập khí nén kết hợp điều khiển bằng plc

Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng thực tập Khí nén kết hợp điều khiển PLC CHƯƠNG I DẪN NHẬP I Đặt vấn đề: Giáo viên hướng dẫn: TRẦN MINH CHÁNH Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng thực tập Khí nén kết hợp điều khiển PLC Không khí chung quanh ta nhiều nguồn lượng lớn mà người biết sử dụng chúng từ trước Công nguyên Tuy nhiên phát triển ứng dụng khí nén lúc hạn chế phối hợp ngành vật lý ,cơ học v.v Vào khoảng kỷ 17 nhà bác học Blaise Pascal, Denis Papin, Otto von Guerike xây dựng tảng cho việc ứng dụng khí nén Cùng với phát triển khí nén, lượng điện phát triển mạnh mẽ nhiều lónh vực làm cho ứng dụng khí nén giảm Nhưng không điều mà phát triển ứng dụng khí nén II Tầm quan trọng ứng dụng khí nén: Trong thời kỳ cách mạng công nghiệp nổ ra, phát triển điều khiển khí nén không ngừng diễn Các ứng dụng khí nén để điều khiển như: phun sơn, gá kẹp chi tiết v.v Các ứng dụng khí nén truyền động máy vặn vít, moto khí nén, máy khoan, máy va đập dùng đào đường, hệ thống phanh ôtô v.v III Ưu nhược điểm khí nén: Ưu điểm:  Không gây ô nhiễm môi trường  Có khả truyền tải lượng xa độ nhớt động học khí nén nhỏ, tổn thất dọc đường thấp  Hệ thống phòng ngừa áp suất giới hạn đảm bảo Nhược điểm:  Khi tải trọng thay đổi, vận tốc truyền thay đổi  Dòng khí nén thoát gây tiếng ồn lớn IV Mục đích yêu cầu- giới hạn đề tài: Trong công Hiện đại hóa, Công nghiệp hóa đất nước Đất nước ta mở cửa cho nhà đầu tư vào hoạt động Các hệ thống tự động hóa công nghiệp điều khiển khí nén dần xuất nhiều Tự động hóa công nghiệp cho nhiều sản phẩm đồng thời đòi hỏi hoạt động phải đạt độ xác cao, an toàn v.v Sự kết hợp ngành điện – điện tử ngành khí bước tiến quan trọng phát triển tự động hóa công nghiệp Trong số trường Đại học có thêm môn học Cơ- Điện tử Đây kết hợp hai ngành Cơ khí Điện –Điện tử Nhằm giúp sinh viên có kiến thức sơ đẳng điều khiển tự động thiết bị khí nén, em thực đề tài “ Xây dựng thực tập khí nén kết hợp điều khiển PLC “ Đề tài giúp cho sinh viên ngành Điện phần hiểu cách thức hoạt động thiết bị khí nén đồng thời ứng dụng PLC vào điều khiển chúng Đề tài trình bày theo dạng thí nghiệm, sinh viên sau nắm vững lý thuyết, thực hành theo dạng tập thí nghiệm Các thí nghiệm viết theo trình tự từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp nằm giúp sinh viên dễ dàng nắm bắt học Giáo viên hướng dẫn: TRẦN MINH CHÁNH Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng thực tập Khí nén kết hợp điều khiển PLC Đề tài thực thí nghiệm khí nén hãng LABVOLT Đề tài giới thiệu cho sinh viên thiết bị thức hoạt động thiết bị, tự động điều khiển thiết bị PLC Giúp sinh viên có kiến thức khí nén Với q thời gian tuần lễ đề tài mẻ em Trong trình nghiên cứu xây dựng thực tập kiến thức hạn chế chắn không tránh khỏi sai sót, kính mong q Thầy Cô bạn sinh viên đóng góp ý kiến để xây dựng đề tài tốt Giáo viên hướng dẫn: TRẦN MINH CHÁNH Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng thực tập Khí nén kết hợp điều khiển PLC CHƯƠNG II GIỚI THIỆU VỀ KHÍ NÉN Giáo viên hướng dẫn: TRẦN MINH CHÁNH Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng thực tập Khí nén kết hợp điều khiển PLC A Máy nén khí – Thiết bị phân phối khí nén: I Máy nén khí: Khái niệm: Máy nén khí thiết bị tạo áp suất khí, lượng học động điện động đốt chuyển đổi thành lượng khí nén nhiệt Phân loại: a Theo áp suất:  Máy nén khí áp suất thấp: p  15 bar  Máy nén khí áp suất cao: p  15 bar  Máy nén khí áp suất cao: p  300bar b Theo nguyên lý hoạt động:  Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích: máy nén khí kiểu pittông, máy nén khí kiểu cách gạt, máy nén khí kiểu root, máy nén khí kiểu trục vít  Máy nén khí tuabin: máy nén khí ly tâm máy nén khí theo chiều trục II Bình trích chứa khí nén: Khí nén sau khỏi máy nén khí xử lý cần phải có phận lưu trữ để sử dụng Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ cân áp suất khí nén từ máy nén khí chuyển đến trích chứa, ngưng tụ tách nước Kích thước bình trích chứa phụ thuộc vào công suất máy nén khí công suất tiêu thụ thiết bị sử dụng, kích thước phụ thuộc vào phương pháp sử dụng: ví dụ sử dụng liên tục hay gián đoạn Ký hiệu : III Mạng đường ống dẫn khí nén: Mạng đường ống dẫn khí nén thiết bị truyền dẫn khí nén từ máy nén khí đến bình trích chứa đến phần tử hệ thống điều khiển cấu chấp hành Mạng đường ống dẫn khí nén phân thành loại:  Mạng đường ống lắp ráp cố định (mạng đường ống nhà máy)  Mạng đường ống lắp ráp di động (mạng đường ống dây chuyền máy móc thiết bị) Trong thí nghiệm, đường ống dẫn khí nén trang bị cho phép tháo lắp dễ dàng nhanh chóng Nối hệ thống đến thiết bị cách đơn giản Giáo viên hướng dẫn: TRẦN MINH CHÁNH Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng thực tập Khí nén kết hợp điều khiển PLC đẩy ống vào cổng vào (in-let) hay cổng (out-let) Tháo ống cách tay đè vào vành tỳ, tay kéo ống B CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: I Khái niệm: Một hệ thống điều khiển bao gồm mạch điều khiển vòng hở (Open – loop Control System) với phần tử sau:  Phần tử đưa tín hiệu : nhận giá trị đại lượng vật lý đại lượng vào, phần tử mạch điều khiển Ví dụ: van đảo chiều, rơle áp suất  Phần tử xử lý tín hiệu: Xử lý tín hiệu nhận vào theo quy tắc logic định, làm thay đổi trạng thái phần tử điều khiển Ví dụ: van đảo chiều, van tiết lưu, van logic OR AND  Cơ cấu chấp hành: thay đổi trạng thái đối tượng điều khiển, đại lương mạch điều khiển Ví dụ: xilanh, động khí nén II Van đảo chiều: Van đảo chiều có nhiệm vụ điều khiển dòng lượng cách đóng mở hay thay đổi vị trí cửa van để thay đổi hướng dòng khí nén 1) Ký hiệu van đảo chiều: Vị trí nòng van ký hiệu ô vuông liền với chữ o,a ,b ,c ,… hay chữ số 0, 1, 2, … a o b a b Vị trí ‘không’ vị trí mà van chưa có tác động tín hiệu bên vào Đối với van có vị trí, vị trí giữa, ký hiệu ‘o’ vị trí ‘không’ Đối với van có vị trí vị trí ‘không’ ‘a’ ‘b’, thông thường vị trí bên phải ‘b’ vị trí ‘không’ Cửa nối van ký hiệu sau: Cửa nối với nguồn(từ lọc khí) Cửa nối làm việc Cửa xả khí Cửa nối tín hiệu điều khiển Giáo viên hướng dẫn: TRẦN MINH CHÁNH ISO 5599 , 4, 6, … , , 7… 12 , 14… ISO 1219 P A , B , C, … R , S , T… X,Y… Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng thực tập Khí nén kết hợp điều khiển PLC a b Kí hiệu cửa xả khí Trường hợp a cửa xả khí mối nối cho ống dẫn, cửa xả khí có mối nối cho ống dẫn khí trường hợp b Bên ô vuông vị trí đường mũi tên biểu diễn hướng chuyển động dòng khí nén qua van Khi dòng bị chặn biểu diễn dấu gạch ngang 4(B) Cửa nối điều khiển 14(Z) 2(A) Cửa 1nối với cửa 12(Y) Cửa nối điều khiển Cửa 1nối với cửa 5(S) Cửa xả khí có mối nối cho ống dẫn 3(R) Cửa xả khí mối nối cho ống dẫn 1(P)Nối với nguồn khí nén Ký hiệu tên gọi van đảo chiều: Hình ký hiệu van đảo chiều 5/2 đó: : số cửa : số vị trí Cách gọi tên ký hiệu số van đảo chiều: TÊN THIẾT BỊ Van đảo chiều 2/2 KÍ HIỆU Van đảo chiều 4/2 Van đảo chiều 5/2 Giáo viên hướng dẫn: TRẦN MINH CHÁNH Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng thực tập Khí nén kết hợp điều khiển PLC 2) Tín hiệu tác động: Tín hiệu tác động vào van đảo chiều có loại là: tác động tay, tác động học, tác động khí nén tác động nam châm điện Tín hiệu tác động từ phía ( van đảo chiều vị trí ‘không’) hay từ phía (đối với van đảo chiều có vị trí ‘không’) a.Tác động tay: TÊN THIẾT BỊ Kí hiệu nút nhấn tổng quát KÍ HIỆU Nút bấm Tay gạt Bàn đạp b Tác động khí nén: TÊN THIẾT BỊ Trực tiếp dòng khí nén vào KÍ HIỆU Trực tiếp dòng khí nén Trực tiếp dòng khí nén vào với đường kính đầu nòng van khác Gián tiếp dòng khí nén qua van phụ trợ Giáo viên hướng dẫn: TRẦN MINH CHÁNH Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng thực tập Khí nén kết hợp điều khiển PLC c Tác động cơ: TÊN THIẾT BỊ KÍ HIỆU Đầu dò Cữ chặn lăn , tác động chiều Cữ chặn lăn , tác động chiều Lò xo Nút nhấn có rãnh định vị d Tác động nam châm điện: TÊN THIẾT BỊ KÍ HIỆU Trực tiếp Bằng nam châm điện van phụ trợ Tác động theo cách hướng dẫn cụ thể * 3) Van đảo chiều có vị trí ‘không’: Van đảo chiều có vị trí ‘không’ loại van tác động – lò xo ký hiệu lò xo nằm vị trí bên cạnh ô vuông phía bên phải ký hiệu van Tác động lên phía đối diện nòng van tín hiệu tác động cơ, khí nén hay điện Khi chưa có tín hiệu tác động, vị trí cửa nối biểu diễn ô vuông phía bên phải van đảo chiều vị trí Còn van đảo chiều vị trí vị trí ‘không’ nằm Giáo viên hướng dẫn: TRẦN MINH CHÁNH Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng thực tập Khí nén kết hợp điều khiển PLC Ví dụ : Van đảo chiều 2/2 tác động nam châm điện: R Y P Van có cửa P R, vị trí Tại vị trí 0, cửa P R bị chặn Khi cuộn Y có điện, từ vị trí van chuyển sang vị trí 1, cửa P nối với cửa R Khi cuộn Y điện, tác động lò xo phía đối diện, van quay trở vị trí ban đầu 4) Van đảo chiều vị trí ‘không’: Khi tín hiệu tác động lên đầu nòng van nữa, vị trí van giữ nguyên đợi tín hiệu tác động từ phía nòng van đối diện Vị trí tác động kí hiệu a , b, c, … Tín hiệu tác động là: _ tác động tay hay bàn đạp _ tác động dòng khí nén điều khiển vào hay từ phía nòng van _ tác động trực tiềp điện từ hay gián tiếp dòng khí nén qua van phụ trợ Ví dụ: Van trượt đảo chiều 3/2 tác động nam châm điện a A b Y1 Y2 P R Khi cuộn Y1 có điện cửa P nối với cửa A, cửa R bị chặn Khi cuộn Y2 có điện cửa A nối với cửa R cửa P bị chặn III Van chắn: Van chắn loại van cho dòng khí nén qua chiều, chiều lại bị chặn Van chắn gồm có loại sau: _ Van chiều _ Van Logic (OR , AND ) _ Van xả khí nhanh Giáo viên hướng dẫn: TRẦN MINH CHÁNH 10