thiết kế hệ điều khiển cho mô hình máy khoan tự động ppsx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XNCN ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hà nội, 6-2011 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XNCN ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO MÔ HÌNH MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG Trưởng bộ môn : TS. Trần Trọng Minh Giáo viên hướng dẫn : GVC. Phan Cung Sinh viên thực hiện : Hà Thế Tài Lớp : CĐ TĐH2 – K53 MSSV : C0710135 Hà nội, 6-2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Số hiệu sinh viên: Khóa Khoa/Viện Ngành 1. Đầu đề thiết kế: 2. Các số liệu ban đầu: 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: 4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): 5. Họ tên cán bộ hướng dẫn: 6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 7. Ngày hoàn thành đồ án: Ngày tháng năm …. Trưởng bộ môn ( Ký, ghi rõ họ, tên) Cán bộ hướng dẫn ( Ký, ghi rõ họ, tên) Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày…. tháng …. năm 2011 Người duyệt ( Ký, ghi rõ họ, tên) Sinh viên ( Ký, ghi rõ họ, tên) Hà Thế Tài MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ………………………………………………………………………… 1 Chương 1. MÔ TẢ CÔNG NGHỆ KHOAN VÀ MÔ HÌNH MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG ……………………………………………………………………………………2 1.1. Mô tả công nghệ khoan …………………………………………………… 2 1.1.1. Đặc điểm công nghệ ………………………………………………… 2 1.1.2. Khoan bằng phương pháp thủ công ……………………………………2 1.1.3. Khoan cỡ nhỏ ( khoan tay sử dụng điện ) …………………………… 3 1.1.4. Khoan CNC ……………………………………………………………4 1.2. Mô hình khoan tự động …………………………………………………… 5 Chương 2 . TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHỆ …………………………………………………………………7 2.1. Phương pháp GRAFCET …………………………………………………… 7 2.1.1. Nội dung phương pháp GRAFCET ……………………………………7 2.1.2. Ví dụ cho phương pháp GRAFCET ………………………………… 11 2.2. Phương pháp ma trận trạng thái …………………………………………… 16 2.2.1. Nội dung phương pháp ma trận trạng thái …………………………….16 2.2.2. Ví dụ cho phương pháp ma trận trạng thái ……………………………18 2.3. Phương pháp phân tầng ………………………………………………………24 2.3.1. Nội dung phương pháp phân tầng …………………………………….24 2.3.2. Ví dụ cho phương pháp phân tầng ……………………………………25 2.4. Phương pháp hàm tác động ………………………………………………… 28 2.4.1. Nội dung phương pháp hàm tác động …………………………… …28 2.4.2. Ví dụ cho phương pháp hàm tác động ……………………………… 29 Chương 3. THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN CHO MÔ HÌNH MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP GRAFCET ……………………………………34 3.1. Mô tả và phân tích công nghệ mô hình máy khoan tự động …………………34 3.1.1. Mô tả công nghệ mô hình máy khoan tự động ……………………….34 3.1.2. Xác định tín hiệu điều khiển và cơ cấu chấp hành ………………… 35 3.1.3. Phân tích công nghệ mô hình máy khoan tự động ………………… 36 3.2. Sử dụng phương pháp GRAFCET để thiết kế hệ điều khiển cho mô hình máy khoan tự động ………………………………………………………………………… 37 3.2.1. Lập GRAFCET I (GI) …….…………………………………….……37 3.2.2 . Lập GRAFCET II (GII) ……………………………………….… ….38 3.2.3. Xác định các hàm điều khiển cho mô hình máy khoan tự động …. … 39 3.2.4. Xây dựng mạch nguyên lý điều khiển cho mô hình máy khoan tự động…………………………………………………………………………….….…….40 3.2.5. Xây dựng sơ đồ mạch lực cho mô hình máy khoan tự động ………….41 3.2.6. Giải thích nguyên lý hoạt động ……………………………………….43 Chương 4. TÌM HIỂU CHUNG VỀ PLC VÀ CQM1……………………………… 46 4.1. Tìm hiểu chung về PLC ………………………………………………………46 4.1.1. Các định nghĩa về PLC ……………………………………………… 46 4.1.2. Sơ đồ cấu trúc PLC ……………………………………………………46 4.2. Ngôn ngữ lập trình cho PLC ………………………………………………….55 4.2.1. Lập trình dạng giản đồ thang LAD ( Ladder diagram )……………….55 4.2.2. Lập trình dạng mã lệnh STL ( Statement List ) ……………………….56 4.2.3. Lập trình dạng khối hàm FBD ( Function Block Diagram ) ………….56 4.3. PLC – CQM1 –CPU 11 –E……………………………………………………56 4.3.1. Phần cứng …………………………………………………………… 56 4.3.2. Ngôn ngữ lập trình và phần mềm sử dụng PLC – CQM1 –CPU11-E 57 Chương 5 . SỬ DỤNG PLC – CQM1- CPU11-E ĐỂ THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN CHO MÔ HÌNH MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG ………………………….…………… 59 5.1. Trình tự thiết kế và lập trình cho PLC ……………………………………… 59 5.2. Chương trình điều khiển mô hình công nghệ máy khoan tự động lập trình cho PLC ………………………………………………………………………………… …60 5.2.1. Tìm hiểu công nghệ mô hình máy khoan tự động ……….……………60 5.2.2. Liệt kê cổng vào – ra và chọn PLC ……………………….………… 60 5.2.3. Phân cổng vào ra cho PLC ……………………………….………… 60 5.2.4. Dựng lưu đồ cho chương trình …………………………….………….62 5.2.5. Lập trình cho PLC dưới dạng giản đồ thang ……………….…………63 5.2.6. Lập trình cho PLC dưới dạng mã lệnh ……………………………… 64 KẾT LUẬN …………………………………………………………………………… 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………… 69 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ điều khiển cho mô hình máy khoan tự động do em tự thiết kế dưới sự hướng dẫn của thầy giáo GVC.Phan Cung. Các số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với thực tế. Để hoàn thành đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mục tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác. Nếu phát hiện có sự sao chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Hà Nội, ngày 22 tháng 06 năm 2011 Sinh viên thực hiện Hà Thế Tài Lời mở đầu LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, trong hầu hết các ngành kinh tế, kĩ thuật, nhất là các ngành công nghiệp đều áp dụng kĩ thuật tự động hoá. Có thể nói, tự động hoá đã làm thay đổi diện mạo nhiều ngành sản xuất, dịch vụ. ở nhiều nước đã xuất hiện những nhà máy không có người, văn phòng không có giấy Khắp nơi đã bắt gặp những thuật ngữ như Thương mại điện tử, Chính phủ điện tử, Máy thông minh, Thiết bị thông minh Nội quyển đồ án “ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO MÔ HÌNH MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG” gồm có 5 chương sau : Chương 1.Mô tả công nghệ khoan và mô hình máy khoan tự động Chương 2. Tìm hiểu các phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ Chương 3 . Thiết kế hệ điều khiển công nghệ cho mô hình máy khoan tự động Chương 4 . Tìm hiểu chung về PLC và CQM1 Chương 5. Sử dụng PLC – CQM1 –CPU11-E để thiết kế hệ điều khiển cho mô hình máy khoan tự động Trong thời gian làm đồ án em xin chân thành cảm ơn thầy GVC. PHAN CUNG đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đồ án. Hà Nội, ngày 22 tháng 06 năm 2011 Sinh viên thực hiện Hà Thế Tài 1 [...]... nhà máy gia công chế tạo ,máy khoan CNC tính tự động hóa cao nên sử dụng ít nhân công giảm thiểu sức lao động cho công nhân, năng suất lớn tính chính xác cao Nhược điểm chế tạo khó khăn, giá thành cao , người công nhân vận hành máy cần phải đào tạo Hình 1.3 Máy khoan CNC 4 Chương 1 Mô tả công nghệ khoan và mô hình máy khoan tự động 1.2 Mô hình máy khoan tự động Hình 1.4 Mô hình máy khoan tự động Ở hình. ..Chương 1 Mô tả công nghệ khoan và mô hình máy khoan tự động Chương 1 MÔ TẢ CÔNG NGHỆ KHOAN VÀ MÔ HÌNH MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG 1.1 Mô tả công nghệ khoan 1.1.1 Đặc điểm công nghệ Máy khoan được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy cơ khí, dùng để khoan các bo mạch điện tử, các công xưởng ra công kim loại, hoặc các xưởng chế biến gỗ Máy khoan được dùng để gia công các chi tiết với nguyên công khoan lỗ tròn... ai+1Si+1ai+2Si+2ai+3Si+3 2.1.2 Ví dụ cho phương pháp GRAFCET 10 ai+3 Chương 2 Tìm hiểu các phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ Trình tự thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ theo phương pháp GRAFCET Lập GI Lập GII Xác định hàm điều khiển Xây dựng sơ đồ điều khiển Xây dựng sơ đồ mạch lực Hình 2.3 lưu đồ thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ bằng phương pháp GRAFCET */ xét công nghệ sau : B- m a0 A+... hiệu điều khiển là a0 và a1 - chọn xi lanh B thực hiện quá trình sang phải B + và quá trình sang trái B- tín hiệu điều khiển là b0 và b1 Hình 2.11 sơ đồ xi lanh A 22 Chương 2 Tìm hiểu các phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ Hình 2.12 sơ đồ mạch lực xi lanh B g.2 sơ đồ mạch điều khiển 23 Chương 2 Tìm hiểu các phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ Hình 2.13 sơ đồ điều khiển cho. .. mạch lực Hình 2.6 sơ đồ mạch lực cho xi lanh A 14 Chương 2 Tìm hiểu các phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ Hình 2.7 sơ đồ mạch lực cho xi lanh B d.2 sơ đồ mạch điều khiển 15 Chương 2 Tìm hiểu các phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ Hình 2.8 sơ đồ mạch điều khiển công nghệ 2.2 Phương pháp ma trận trạng thái 2.2.1 Nội dung phương pháp ma trận trạng thái Yêu cầu công nghệ Mã... để cho xi lanh E đưa chi tiết vào vị trí cần khoan • Cảm biến p dùng để xác định xem đã có chi tiết cần gia công đã đặt vào vị trí xác định chưa • Động cơ M thực hiện việc khoan chi tiết khi các điều kiện cần thiết đã được đáp ứng 5 Chương 1 Mô tả công nghệ khoan và mô hình máy khoan tự động Hình 1.5 Mô hình vị trí các xi lanh và cảm biến trên máy khoan tự động 6 Chương 2 Tìm hiểu các phương pháp thiết. .. dài.Cũng như các loại máy móc cơ khí khác như máy tiện, phay, bào ,máy doa được dần dần tự động hóa thì máy khoan cũng được tự động hóa.Ngày nay với công nghệ phát triển vượt bậc người ta còn chế tạo ra các loại máy làm việc tự động gần như hoàn toàn và đạt độ chính xác cao như máy CNC cũng có thể dùng để khoan các chi tiết như các máy khoan thông thường.Các máy khoan cũng được tự động hóa theo dây chuyền... những thiết bị khoan nhỏ gọn năng suất cao hơn các thiết bị khoan thủ công Tính linh động của loại khoan này cũng rất cao có thể thi công trong những vị trí hẹp và có thể di chuyển được nhược điểm của loại khoan này là không thế gia công được những lỗ khoan lớn, năng suất không cao, không thể công nghiệp hóa được Hình 1.2 Khoan tay sử dụng điện 3 Chương 1 Mô tả công nghệ khoan và mô hình máy khoan tự động. .. các phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ S4 = ( b1S3 + S4)S0 - S 4 = S0 d Xây dựng sơ đồ điều khiển và mạch lực cho hệ - Chọn cảm biến a0 và a1 là cảm biến tác động cho xi lanh A thực hiện quá trình đi xuống A+ và quá trình đi lên A- - Chọn cảm biến b0 và b1 là cảm biến tác động cho xi lanh B thực hiện quá trình sang phải B+ và quá trình sang trái B- - Sử dụng hệ điều khiển điện khí... cao năng suất và giảm lao động cho con người Máy khoan làm việc trong môi trường khác nghiệt như độ ẩm , bụi bẩn, dung động lớn, tiếng ồn , và có nhiệt độ môi trường cao Bởi vậy mà vấn đề trang bị điện ,cũng như các chi tiết dùng cho máy khoan phải đảm bảo độ bền cơ học cao, chịu được nhiệt độ môi trường cao, động cơ truyền động phải chịu được quá tải Do máy khoan được tự động hóa nên tần số làm việc . vận hành máy cần phải đào tạo. Hình 1.3. Máy khoan CNC 4 Chương 1. Mô tả công nghệ khoan và mô hình máy khoan tự động 1.2. Mô hình máy khoan tự động Hình 1.4. Mô hình máy khoan tự động Ở hình 1.4 Tài 1 Chương 1. Mô tả công nghệ khoan và mô hình máy khoan tự động Chương 1 MÔ TẢ CÔNG NGHỆ KHOAN VÀ MÔ HÌNH MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG 1.1. Mô tả công nghệ khoan 1.1.1. Đặc điểm công nghệ Máy khoan được. ĐỂ THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN CHO MÔ HÌNH MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG ………………………….…………… 59 5.1. Trình tự thiết kế và lập trình cho PLC ……………………………………… 59 5.2. Chương trình điều khiển mô hình công nghệ máy khoan