Bài tập lớn thiết kế mạch uốn sản phẩm

Phạm vi ứng dụng của hệ thống điều khiển khí nén 6 Chương 2: Thiết kế mạch bài tập lớn: Trên phần mềm Fluidsim 72.1.Yêu cầu mô hình... CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT1.Sơ lược về hệ thống điều

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

KHOA MÁY TÀU BIỂN

MỤC LỤC :Chương 1: Cơ sở lýthuyết 5 1.1.Sơ lược về hệ thống điều khiển điện khí nén 5

1.2.Phần mềm mô phỏng Fluidsim 61.3 Phạm vi ứng dụng của hệ thống điều khiển khí nén 6

Chương 2: Thiết kế mạch bài tập lớn: Trên phần mềm

Fluidsim 72.1.Yêu cầu mô hình 7 2.2.Sơ đồ trạng thái 7

2.3.Sơ đồ chức năng 82.4.Lưu đồ tiến trình 92.5.Mạch hệ thống điều khiển bằng khí nén theo tầng 9

2.6.Mạch hệ thống điều khiển bằng điện-khí nén 12

Chương3: Thiết bị, chi tiết trong mô hình thực tế và kí hiệu

trên phần mềmFluidsim 3.1.Hệ thống điện 133.2.Hệ thống van, xi lanh 15 3.3.Mô hình mạch thiết kế thựctế………19

Hình 2.5 Van điện từ khí nén 5/2 tác động 1 chiều 15

Hình 2.6 Xylanh khí nén hai chiều 15

Hình 2.7 Công tắc hành trình V-156-1C25 16

Hình 2.8 Van tiết lưu có điều chỉnh 16

Hình 2.9 Ống khí nén PU làm từ nhựa 17

Hình 2.10 Máy nén khí 17

Hình 2.11 Nút nhấn nhả 2 tiếp điểm LA38-11BN 22mm18

Hình 3.1.Sơ đồ trạng thái thiết kế 7

Hình 3.2 Sơ đồ chức năng 8

Hình 3.3 Lưu đồ tiến trình 9

Hình 4.1 Sơ đồ mạch khí nén theo tầng 9

Hình 4.2 Sơ đồ mạch điện – khí nén 10

BẢNG CHÚ THÍCH CÁC KÍ HIỆUDây khí nén

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.Sơ lược về hệ thống điều khiển điện khí nén

-Hệ thống điều khiển khí nén và thủy lực bao gồm các phần

điều khiểnvà cơ cấu chấp hành được kết nối với nhau thành hệ

thống hoàn chỉnh để thực hiện các nhiệm vụ theo yêu cầu đặt

- Phần xử lý thông tin: xử lý tín hiệu nhận vào một quy tắc

logic xác định, làm thay đổi trạng thái của phần điều khiển tử:

Van logic And, Or, Not, Yes, Flip - Flop, rơ le

- Phần tử điều khiển: dòng điều khiển năng lượng( lưu lượng

, áp suất) theo yêu cầu, thay đổi trạng thái của cơ cấu chấp

hành: van chỉnh áp, đảo chiều, van tiết kiệm, ly hợp

- Cơ cấu chấp hành: Thay đổi trạng thái của đối tượng điều

khiển, là đại lượng ra của mạch điều khiển: Xy lanh khí- dầu,

Cơ cấu chấp hành ( biến năng lượng ->

cơ năng)

+ Điện tử, cơ điện, gas, dầu, quang học, sinh học

- Phần công suất:

+ Điện: công suất nhỏ, điều khiển vận hành dễ dàng, nhanh

chóng

+ Không khí: công suất trung bình, quán tính, tốc độ cao

+ Thủy lực: công suất lớn, quán tính ít - dễ ổn định, tốc độ

thấp

1.2.Phần mềm mô phỏng Fluidsim

-FluidSIM cung cấp cho bạn một cách rất đơn giản để cấu trúc

các bài học của bạn.‰Phiên bản mới cho phép bạn tạo hồ sơ

theo cách chỉ hiển thị các chức năng, tùy chọn và thành phần

có liên quan.‰Chúng tôi gọi đó là chế độ chuyên gia

-Phần mềm này dễ dàng hơn cho sinh viên và giáo viên sử

dụng vì giáo viên có tùy chọnchỉ chia sẻ các thư viện được chọn

với họ.‰Điều này cho phép sinh viên tìm ra con đường của mình

nhanh hơn và tập trung vào các bài tập cho năm đào tạo của

chính họ

-Phiên bản mới thậm chí còn gần gũi hơn với ngành thực tế:

Nhờ có EasyPort, FluidSIM 6 có thể được sử dụng rất dễ dàng

trong nhiều tình huống khác nhau, vừa là bộ điều khiển cho hệ

thống thực cũng như thay thế cho hệ thống thực.‰Tiêu chuẩn

công nghiệp OPC-UA cũng được hỗ trợ

- Chuẩn bị các khóa học, làm bài tập về nhà và thực hiện mô

phỏng - bạn có thể học ở bất cứ đâu và bất cứ khi nào bạn

muốn.‰Với FluidSIM, chúng tôi đã giúp bạn sử dụng phần mềm

tại nhà thuận tiện hơn nữa

-Dải băng mới dưới dạng thanh menu là một phần của giao

diện người dùng được tối ưu hóa

1.3 Phạm vi ứng dụng của hệ thống điều khiển khí nén

-Hệ thống điều khiển khí nén được sử dụng rộng rãi ở những

lĩnh vực mà ở đó có vấn đề nguy hiểm, hay xảy ra cháy nổ, như:

các đồ gá kết nối nhựa chi tiết, chất dẻo; hoặc được sử dụng

trong ngành cơ khí như cấp gia công; hoặc trong môi trường

bảo vệ sinh sạch như công nghệ sản xuất thiết bị điện tử Ngoài

ra hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các

dây chuyền sản xuất thực phẩm như: đóng bao bì tự động, chiết

nước vô chai ;trong các thiết bị vận chuyển và kiểm tra của

các băng tải, thang máy công nghiệp, thiết bị lò hơi, đóng gói,

bao bì, in ấn, phân loại sản phẩm và trong công nghiệp hóa

- Xy lanh 1A đi ra kẹp chi tiết khi đủ điều kiện S0 S1 S5

- Xy lanh 2A đi ra khi S2 tác động, đi về khi S4 tác động

- - Xy lanh 3A đi ra khi S3 tác động, đi về cùng với 1A khi S6 tác động.

-Đầu tiên khi ấn nút start xy lanh 1A đi ra chạm vào cảm biến

S2 làm cho xy lanh 2A đi ra

-Khi xy lanh 2A đi ra chạm vào càm biến S4 xong rồi đi về chạm

vào cảm biến S3

-Khi xy lanh 2A chạm vào S3 làm cho xy làm 3A đi ra chạm vào

S6

-Khi xy lanh 3A đi ra chạm vào S6 xong rồi đi về chạm vào cảm

biến S5 ,làm cho xy lanh 1A đi về kết thúc một chu kì làm việc

và bắt đầu một chu kì làm việc mới

2.3 Sơ đồ chức năng

-Nguyên lý hoạt động:

+Ban đầu Ấn nút start xy lanh 1 đi ra kẹp chi tiết và chạm công

+Khi xy lanh 3A đi về chạm vào S5 xy lanh 1A đi về và chạm

vào công tắc hành trình S1 và kết thúc chu trình làm việc

2.4 Lưu đồ tiến trình

Hình 3.3 Lưu đồ tiến trình

2.5.Mạch hệ thống điều khiển bằng khí nén theo tầng

Hình 4.1 Sơ đồ mạch khí nén theo tầng

- Nguyên lý hoạt động:

+ Ban đầu khí cấp từ nguồn qua van 4/2 ở ô bên phải và cấp

khí vào tầng 3

+ Ở tầng 3 khí chạy vào van 3/2, lúc này xi lanh 1 đang ở vị trí

S1 nên van 3/2 hoạt động ơn vị trí bên trái nên khí đi qua và bị

chặn ở van 3/2 có nút bấm

+ Khi bắt đầu nhấn nút START thì van 3/2 chuyển vị trí sang

bên trái và cho khí đi qua làm thay đổi vị trí của van 4/2 điều

khiển bằng khí nén sang bên trái

+ Khí sẽ đi từ nguồn qua cửa 1 lên cửa 4 của van 4/2 thứ 1 và

đi qua cửa 1 và 4 của van 4/2 thứ 2 (do khí từ tầng 3 tác động

vào làm thay đổi vị trí hoạt động sang bên trái) và cấp khí lên

tầng 1

+ Sau đó khí ở tầng 1 tác động lên van 5/2 của xi lanh 1A làm

van thay đổi vị trí sang trái, khí từ nguồn cấp lên cửa 1 đến 4

của xi lanh 1A làm xi lanh đi từ bên trái sang phải chạm vào

công tắc hành trình S2

+ Sau khi chạm vào công tắc hành trình S2 làm thay đổi vị trí

hoạt động sang bên trái khí ở tầng 1 qua van 3/2 của xi lanh 2A

và tác động vào van 5/2 của xi lanh 2A làm thay đổi vị trí hoạt

động sang bên trái, khí cấp từ nguồn qua cửa 1 và 4 lên xi lanh

2A làm xi lanh 2A di chuyển sang bên phải và chạm vào công

tắc hành trình S4

+ Khi chạm vào công tắc hành trình S4 làm thay đổi vị trí hoạt

động của van 3/2 sang bên trái Khí cấp từ tầng 1 đi qua cửa 1

và 2 của van 3/2 của S4 và tác động vào van 4/2 thứ 2 và làm

thay đổi vị trí hoạt động sang bên phải Khi thay đổi sang bên

phải thì khí sẽ cấp lên tầng 2 và tác động vào bên phải van 5/2

của xi lanh 2 làm thay đổi vị trí hoạt động sang bên phải

+ Khí từ nguồn qua cửa 1 và 2 và vào xi lanh 2A làm xi lanh 2A

đi về và chạm vào công tắc hành trình S3 và làm van 3/2 có S3

chuyển vị trí hoạt động sang bên trái chạm lại công tắc hành

trình S3

+ Khí đi từ tầng 2 qua van 3/2 của S3 và tác động van 5/2 của

xi lanh 3A làm thay đổi vị trí hoạt động sang bên trái, khí từ

nguồn cấp qua cửa 1 và 4 lên xi lanh 3A và làm xi lanh đi ra và

chạm vào công tắc hành trình S6

+ Và làm cho van 3/2 của S6 chuyển vị trí sang bên trái, khi đó

khí sẽ từ tầng 2 đi qua cửa 1 và 2 van 3/2 của S6 và tác động

vào van 4/2 thứ 1 làm thay đổi vị trí hoạt động sang bên phải

khí sẽ cấp từ nguồn sang tầng 1 và tác động vào van 5/2 của xi

lanh 3A làm chuyển vị trí hoạt động sang bên phải Khí cấp từ

nguồn qua 1 và 2 lên xi lanh 3A làm xi lanh 3A đi về và chạm

vào công tắc hành trình S5 và làm van 3/2 của S5 chuyển vị trí

hoạt động sang bên phải

+ Sau đó khí sẽ từ tầng 1 cấp lên van 3/2 của S5 và qua cửa 1

và 2 lên van 5/2 của xi lanh 1A làm xi lanh 1A chuyển vị trí hoạt

động sang bên phải Khí từ nguồn cấp lên xi lanh 1A làm xi lanh

1A đi về

2.6.Mạch hệ thống điều khiển bằng điện-khí nén

Hình 4.2 Sơ mạch điện khí nén

Nguyên lý hoạt động‰:

Bước 1‰: Ấn nút start tiếp điểm relay k1 có điện, tiếp điểm k1

đóng lại để duy trì mạch và để cấp nguồn cho cuộn hút

Bước 2‰: Tiếp điểm k1 có điện đồng thời cuộn hút Y1 có điện

làm cho xy lanh 1A đi ra

Bước 3‰: Xy lanh 1A đi ra chạm vào công tắc hành trình S2 cuộn

hút Y3 có điện đưa xy lanh 2A đi ra

Bước 4‰:Xy lanh 2A đi ra chạm vào công tắc hành trình B4 đồng

thời relay k2 có điện tiếp điiểm k2 đóng lại để 1 cái để duy trì

còn 1 cái để cấp nguồn cho cuộn hút ,rồi xy lanh 2A đi về chạm

vào công tắc hành trình S3

Bước 5‰:Chạm vào công tắc hành trình S3 ,làm cho cuộn hút Y5

có điện đưa xy lanh 3A đi ra chạm vào công tắc hành trình S6

rồi xy lanh 3A đi về chạm vào S5 làm cho cuộn hút Y2 có điện

đưa xy lanh 1A về kết thúc 1 chu kì làm việc

CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ, CHI TIẾT TRONG MÔ HÌNH THỰC TẾ

VÀ MÔ HÌNH THỰC TẾ3.1.Hệ thống điện

-Dây điện loại 0.5 mm

Hình 2.1 Dây điện

-Phích cắm tròn ∅ 4

Hình 2.2 Phích cắm

-Bộ nguồn tổ ong 24V 2A

Hình 2.8 Van tiết lưu có điều chỉnh.

Bảng 2.5 Thông số kĩ thuật của van tiết lưu

- Nút nhấn nhả 2 tiếp điểm LA38-11BN 22mm

Hình 2.11 Nút nhấn nhả 2 tiếp điểm

LA38-11BN 22mm

Model:‰LA38-11BNMàu sắc: xanh, đỏ

Số tiếp điểm: 1 NO + 1 NC (một tiếp điểm thường mở và 1 tiếp điểm thường đóng )Dòng định mức: 10A

Điện áp định mức: 380VAC 50hz, 220VDCTuổi thọ cơ học: > 5 triệu lần

Chất liệu vỏ: nhựa chống cháy ở nhiệt độ cao

Cân nặng: 45gKích thước lỗ lắp đặt: 22mmKích thước‰ sản phẩm: 37 * 37 * 68 mm

3.3.Mô hình thực tếU:

7

4 6

5

3

2

1 8

9

Ghi chú:

1 Xi lanh 1; 6 Rơ le trung gian 8 chân

2 Xi lanh 2; 7 Van 5/2 điều khiển xi lanh 1

3 Xi lanh 3; 8 Van 5/2 điều khiển xi lanh 2

4 Công tắc hành trình; 9 Van 5/2 điều khiển xi lanh 3

Bảng 3.1 Thông số các thiết bị chính trong mô hình

Đánh giá kết quả chạy thử nghiệm của mô hình thực tế

- Trong quá trình chạy thực nghiệm, hệ thống chưa chạy trơn tru hoàn toàn 100% do hệ thống chưa quá gọn gàng và hệ được lắp đặt hơi thô sơ

- Hệ thống vẫn có sự rò lọt khí nhẹ và cần thêm cao su non để tránh rò lọt.-Hệ thống dây điện chưa được sắp xếp gọn gàng có thể gây chút ảnh hưởng tới quá trình thực hiện

- Ngoài những hạn chế trên thì hệ thống đã chạy đúng quy trình công nghệ theo đề bài, các xi lanh đã chạy đúng quy trình uốn sản phẩm và khá ổn định, phù hợp với sự điều khiển

KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ

1.Kết luận

Sau một thời gian nghiên cứu và thiết kế bài tập lớn, nhóm sinh viên đã rút

ra được các kết quả sau đây:

-Bài tập lớn đã chỉ ra tầm quan trọng của thiết kế mạch và những vấn đề cần lưu tâm trong quá trình xây dựng mô hình uốn sản phẩm thực tế: đảm bảo an toàn về điện nhất là các mối nối, tránh chập điện; đánh dấu thiết bị trong quá trình lắp đặt tránh nhầm lẫn; làm kín cút nối tránh rò lọt khí nén

-Bài tập lớn cũng đã xây dựng được hệ thống mạch khí nén trên phần mềm Fluidsim lấy đó làm cơ sở để xây dựng mô hình thiết bị uốn sản phẩm khí nén thực tế

-Vấn đề khó khăn trong quá trình làm:

+ Do nhà của các thành viên trong nhóm xa nhau khó tập chung để làm bài +Do nhóm lúc đầu không ai thông thạo về điện cho nên gặp khó khan trong quá trình thiết kế và lắp đặt mạch điện

2.Phương hướng phát triển

Trong điều kiện cho phép, chúng em sẽ tiếp tục thử nghiệm mô hình, áp dụng thêm nhiều loại công nghệ với độ khó cao để đáp ứng nhu cầu an toàn đối với người vận hành cũng như với quy trình sản xuất khắt khe trong công nghiệp

Mong nhận được nhiều hơn ý kiến đóng góp từ thầy

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

1.Tinh thần thái độ, sự cố gắng của sinh viên trong quá trình

thực hiện báo cáo‰:

2.Đánh giá chất lượng báo cáo (so với nội dung yêu cầu đã đề

ra trên các mặt‰: lý luận, thực tiễn, chất lượng thuyết minh và

các bản vẽ)‰:

Điểm đánh giá của GVHD Gỉảng

viên hướng dẫn