Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển máy cán tấm lợp

Tài Khoản: 102010000306632tại ngân hàng công thương Ba Đình Nhiệm vụ của công ty: Công ty không ngừng phấn đấu vì sự hài lòng,tín nhiệm và hiệu quả của khách hàng, công ty với đội ngũ cá

LỜI MỞ ĐẦU

Là một sinh viên đang học tập và rèn luyện tại trường Đại Học Mỏngđộng lực to lớn cho sự phát triển của bản thân trong tương lai Saunhững năm học đại học, dưới sự chỉ bảo, quan tâm của các thầy cô, sự nỗlực của bản thân, em đã thu được những bài học rất bổ ích, được tiếp cậncác kiến thức khoa học kĩ thuật tiên tiến phục vụ cho lĩnh vực chuyênmôn mình theo đuổi Có thể nói, những đồ án môn học, bài tập lớn haynhững nghiên cứu khoa học mà một sinh viên thực hiện chính là mộtcách thể hiện mức độ tiếp thu kiến thức và vận dụng sự dạy bảo quan tâmcủa thầy cô

Chính vì vậy em đã dành thời gian và công sức để hoàn thành đồ ántốt nghiệp “Thiết kế hệ thống điều khiển máy cán tấm lợp” nàynhư một cố gắng đền đáp công ơn của thầy cô cũng như tổng kết lại kiếnthức thu được sau một quá trình học tập và rèn luyện tại trường đại học

Mỏ Địa Chất

Trong thời gian học tập cũng như thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp

em luôn nhận được sự chỉ bảo, động viên tận tình của các thầy cô, giađình và các bạn, đặc biệt là sự hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn ChíDũng đã giúp em hoàn thành tốt bản đồ án này

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Chí Dũng vàcác thầy, các cô cùng toàn thể các bạn trong bộ môn Tự Động Hóa

Sinh viên Hoàng Văn Quân

Chương 1: Giới Thiệu Chung Về Công Ty

1.1: Giới Thiệu tổng quan chức năng, nhiệm vụ của công ty

Công ty cổ phần kỹ thuật điện tự động hóa được thành lập theo quyếtđịnh của sở kế hoạch đầu tư thành phố Hà Nội ngày 28 – 05 – 2004

Trụ sở: P2B, F4, tập thể công ty bóng đèn phích nước rạng đông,phường Thanh Xuân Trung, Thanh Xuân, Hà Nội

Văn phòng giao dịch: Số 6, Vũ Phọc Phan, Láng Hạ, Đống Đa, Hà Nội:Điện Thoại: +84(04)37763492, email: EAT@viettel.vn, website: at-automation.com.vn, mã số thuế : 101495662 Tài Khoản: 102010000306632tại ngân hàng công thương Ba Đình

Nhiệm vụ của công ty: Công ty không ngừng phấn đấu vì sự hài lòng,tín nhiệm và hiệu quả của khách hàng, công ty với đội ngũ các kỹ sư chuyênngành giàu kinh nghiệm, nhiệt tình luôn sẵn sàng hỗ trợ và đáp ứng các yêucầu kỹ thuật cho quý khách hàng mọi lúc mọi nơi

1.2: Quy trình hoạt động của các hệ thống trong công ty

Cung cấp các dịch vụ kỹ thuật: Thiết kế chế tạo, lắp đặt, bảo hành, bảotrì các máy móc, dây chuyền sán xuất công nghiệp theo yêu cầu

Các hệ thống đo lường, giám sát, điều khiển

Các tủ bảng phân phối điện trung và hạ thế, hệ thống tủ bù, tủ bảo vệ Gia công phần mềm PLC và phấn mềm PC

Bảo trì và sửa chữa các máy móc, thiết bị dây chuyền

Cung cấp vật tư thiết bị thuộc lĩnh vực điện – tự động hóa

Cung cấp các bộ điều khiển lập trình PLC của các hãng SIEMENS,OMRON, MISUBISHI, DELTA

Cung cấp các bộ điều khiển: Nhiệt độ, áp suất lưu lượng

Cung cấp các bộ cảm biến nhiệt độ, áp suất, trọng lượng Cảm biến từ,cảm biến quang học, siêu âm, hồng ngoại

Cung cấp các thiết bị đóng cắt hạ thế: Áp tô mát, khởi động từ, máy cắtkhông khí của các hãng Châu Âu, Nhật Bản và Hàn Quốc

Cung cấp các giải pháp dự phòng nguồn điện cho công nghiệp và dândụng

Bộ lưu điện Hồ Điện điện áp hình sine mô phỏng với các công suất600VA, 800VA, 1000VA, 1500VA

Cung cấp hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông cho công ty đầu tư vàphát triển công nghệ xây dựng NC

Cung cấp hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông cho công ty CP bê tông

và xây dựng Vinaconex Xuân Mai

Cung cấp hệ thống điều khiển và giám sát lò khu công nghiệp QuangMinh

Đồng chủ nhiệm đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước KC09-05Thiết kế và chế tạo máy ép thủy lực 400 tấn ứng dụng bộ điều khiển lậptrình PLC - Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Lắp đặt và cung cấp tủ điều khiển máy cán tấm lợp cho công ty cổ phầnlắp ráp và chế tạo thiết bị Bách Khoa

Cung cấp hệ thống điều khiển máy cán, nắn thép tấm cho viện côngnghệ

Cung cấp hệ thống điều khiển và giám sát cho công ty bia Việt TrìCung cấp và lắp đặt hệ thống biến tần cho nhà máy Parker ProcesingViệt Nam

Cung cấp hệ điều khiển băng tải cho công ty DENSO

Lắp đặt và cung cấp hệ thống tủ bảng điện phân phối, tủ bù cho nhiềucông ty như công ty cơ điện lạnh REE, Công ty gốm sứ Hạ Long, Công tygạch Giếng Đáy Quảng Ninh, Cty mía đường Lam Sơn, Công ty ParkerProcesing Việt Nam, TOTO Việt Nam

Cung cấp và lắp đặt hệ thống điều khiển tự động nâng hạ điện cực lò hồquang nhà máy bê tông thép Ninh Bình, nhà máy cơ khí gang thép – Công tyGang Thép Thái Nguyên, nhà máy cơ khí Hà Nội, nhà máy thép Gia Sàng

Lắp đặt và cung cấp hệ thống tủ điều khiển máy ép thủy lực song độngcông ty Sơn Hà

Lắp đặt và cung cấp hệ thống tủ điều khiển giám sát nhiệt độ cho nhàmáy cơ khí Hòn Gai

Quảng Ninh, công ty cơ khí đường sắt, công ty cơ khí Mê Linh công tyTNHH Văn Minh

Cung cấp hệ điều khiển tự động giám sát và điều khiển hệ thống nhậpxuất Men , Gạo cho nhà máy bia Hà Nội

Cung cấp tủ điều khiển máy cuốn rải dây xếp lớp

Thiết kế cung cấp lắp đặt hệ thống điều khiển tự động cho trạm xử lýnước thải nhà máy bia Sài Gòn – Nghệ Tĩnh, khu đô thị Dung Quất, nhà máybia Heniger

Cung cấp lắp đặt hệ thống điều khiển tự động cho nhà máy thức ănchăn nuôi BMB Cẩm Giàng Hải Dương

Chương 2: Cụng nghệ sản xuất của hệ thống

Đây là một dây chuyền sản xuất ra các sản phẩm chủ yếu phục vụ rấtnhiều đối tợng khách hàng khác nhau cho nên về các qui cách yêu cầu sảnphẩm cũng rất đa dạng và phong phú nh: mầu sắc, độ dầy, chiều dài vv.Chính vì thế việc đo đếm và đặt chiều dài cũng nh tính toán là rất quantrọng, đòi hỏi độ chính xác và độ tin cậy rất cao, dễ dàng hiệu chỉnh Đểthực hiện đợc các yêu cầu trên thông thờng trong công nghệ cán tấm lợpngời ta thờng sử dụng các thiết bị đo và các cơ cấu chấp hành nh sau:

Việc đo chiều dài đợc thực hiện bởi bộ phát xung 2 pha ENCODER 500xung/1vòng quay

Việc điều khiển động cơ bung tôn, cán tôn, và động cơ dập đợc điều khiểnbằng các biến tần với các công suất khác nhau

Việc điều khiển các Xilanh thuỷ lực để đa các dao cắt lên, xuống đợc thựchiện thông qua điều khiển các van điện từ Giới hạn các vị trí trên và vị trídới của các dao này dùng các cảm biến điện từ (Proximity Sensor) hoặccông tắc hành trình (Limit Switch)

Việc điều khiển các thiết bị và các cơ cấu chấp hành trên phải tuân theoqui trình nh sau:

Hệ thống điều khiển phải hoạt động đợc ở 3 chế độ: Chế độ tay, chế độ bán

tự động và chế độ tự động

Chế độ tay: Giúp ngời vận hành căn chỉnh dây chuyền

Chế độ bán tự động: Để đa tôn vào máy và vận hành khi từng khâu đơn

động trong dây chuyền theo từng công đoạn

Chế độ tự động: Để vận hành liên động cả dây chuyền theo đơn đạt hàng ởchế độ này hệ thống hoạt động nh sau:

Khi có các yêu cầu của khách hàng về chiều dài và số lợng Ngời vận hànhphải nạp các thông số này thông qua màn hình giao diện (HMI), các kháchhàng có cùng yêu cầu về mầu sắc và độ dầy của tôn đợc nạp vào một lúc.Chính vì thế trên màn hình giao diện, ít nhất cũng phải nạp đợc cùng mộtlúc 08 đơn hàng cho các khách hàng khác nhau

và cụm dao cắt sản phẩm đi xuống để thực hiện quá trình cắt Cứ thế lần lợt

sẽ cắt các tấm tiếp theo cho đến khi đến vị trí cắt đuôi (vị trí mà chơngtrình điều khiển tính toán cho đến khách hàng cuối cùng thì máy phải cắtsau để đảm bảo sau khi chạy xong đơn hàng cuối cùng thì trong hệ thốngcán không đợc

phép còn tồn tôn trong các quả lô Việc cắt đôi này đợc thực hiện bởi 01dao phẳng đặt ở giữa hệ thống bung tôn và cơ cấu dẫn phôi của hệ thốngcán Sau khi cắt đuôi xong, lúc này hệ thống bung dừng làm việc khôngcòn tiếp tục đa phôi vào nữa, phần tôn còn lại trên hệ thống cán sẽ tiếp tụccán và cắt theo đúng thông số yêu cầu cho đến tấm cuối cùng

Độ chính xác yêu cầu cho mỗi tấm tôn không vợt quá 0.5mm trên bất kỳchiều dài nào

Sau khi cán xong, thành phẩm sẽ là các tấm tôn có hình sóng Tuỳ thuộcvào từng yêu cầu của khách hàng mà chúng sẽ đợc đa vào công đoạn tiếptheo (công đoạn dập tạo vòm) hay không

Nếu những tấm tôn đợc yêu cầu tạo vòm thì trên màn hình giao diện, ngờivận hành chuyển sang chế độ dập vòm đồng thời nhập các thông số yêucầu của khách hàng nh: Đờng kính của độ cong cần dập, chiều dài dập vv.Sau khi nhập xong, đa tôn sóng vừa cán ra và tiếp tục dập để tạo vòm Tuỳthuộc vào yêu cầu của khách hàng mà chơng trình phải tự động tính ra xemcần dập bao nhiêu nhát, khoảng cách giữa các bớc dập là bao nhiêu để dập

sản phẩm theo đúng yêu cầu Trong quá trình dập, để các bớc dập đợcchính xác yêu cầu hệ thống này quay với tốc độ thấp, ổn định.

Sau khi dập đủ cung tròn yêu cầu, để tăng năng suất chơng trình phải điềukhiển cho động cơ kéo hệ thống chạy nhanh lên bằng tốc độ định mức để

đa nhanh sản phẩm ra ngoài Sau khi tấm tôn đợc đa ra ngoài xong, ngờivận hành lại tiếp tục đa tấm khác để tiếp tục chạy do đó chơng trình phải tự

động xoá các thông số vừa chạy của tấm trớc để bắt đầu chạy tấm mới Cứ

nh thế, hệ thống dập vòm sễ chạy cho đến khi đạt đủ số lợng cỏn yêu cầuthì dừng lại

2.1.2 Sơ Đồ Cụng Nghệ Của Hệ Thống

1/ Tụn Phẳng ( Tụn Cuộn): Là loại tụn được mạ màu sẵn(đỏ, xanh lam,xanh rờu…)do nhà đặt hàng mà nhà mỏy mạ màu theo ý và được nhà mỏydung mỏy quấn vào một cuộn lớn khoảng vài tấn

2/ Cuộn Bung Tụn: Khi người vận hành cho cuộn tụn phẳng lờn giỏ đỡ và

cú động cơ quay đồng tốc với động cơ cỏn, khi động cơ cỏn quay thỡ động

cơ bung tụn cũng được quay để bung tụn ra khỏi cuộn tụn lớn

3/ Dao Cắt Sau: Cú tỏc dụng là khi đủ cỏc mó yờu cầu rồi thỡ dao sau cútỏc dụng cắt bỏ tụn phẳng lại khụng cho chạy tiếp vào mỏy

4/ Quả Lụ Cuốn: Là khi ta cho tụn phẳng vào đầu sau mỏy thỡ quả lụ cuốn

cú tỏc dụng ộp lại và quay làm cho tụn chạy vào mỏy đi qua cỏc quả lụ ộp5/ Quả Lụ Cỏn: Là khi quả lụ cuốn ộp tụn lại và kộo tụn vào bờn trong mỏy

đi qua cỏc quả lụ cỏn tạo thành cỏc súng và cú cỏc rónh thoỏt nước

Bộ Đếm

Encoder Giảm Tốc Động Cơ Dừng Dao Cắt Trước Sản Phẩm Đầu Ra

Tụn Cuộn Cộn Bung

6/ Encoder: Khi tôn được ép thành sóng và động cơ cán quay lúc đó tônđược chạy qua bộ đếm Encoder làm cho Encoder quay khi đó tạo ra xung

và đưa tín hiệu về đầu vào PLC lúc đó PLC tính toán và làm việc

7/ Giảm Tốc: Khi Encoder được tính toán và gần đủ chiều dài mà nhà yêucầu đề ra thì lúc đó PLC có tín hiệu ra đưa về biến tần khi đó động cơ chạyvới tốc độ chậm

8/ Động Cơ Dừng: Khi đã chạy đủ chiều dài yêu cầu rồi thì PLC có tínhiệu ra và đưa vào biến tần ra hiệu dừng lúc đó động cơ dừng để cắt, trướckhi cắt ta phải bật bơm dầu lên

9/ Dao Cắt Trước: Có tác dụng là khi máy chạy đủ yêu cầu về chiều dàirồi, biến tần ra tín hiệu cho động cơ dừng thì lúc đó dao cắt sẽ đi xuống vàcắt tấm tôn đó ra khỏi máy

10/ Sản Phẩm Đầu Ra: Sản phẩm là những tấm tôn đã tạo thành sóng, cócác rãnh thoát nước để ta lợp trên các mái nhà che mưa, che nắng…

2.1.3: Khi người vận hành đưa tôn phẳng trong một cuộn tôn lớn đang

để trên giá đỡ vào máy cán tấm lợp (phần sau máy), sau đó người vận hành ấnnút chạy thuận cho động cơ quay thuận tiến về phía trước đồng thời tôn đượckéo vào máy, khi đó tôn được chạy qua các quả lô ép tôn biến dạng thànhsóng (Tùy theo sóng công nghiệp 5 sóng, 6 sóng hoặc 11 sóng mà ta vẫn lợptrên các mái nhà Như vậy do nhà chế tạo làm theo yêu cầu của khách hàng)

Khi tôn ra đến đầu trên của máy cán tấm lợp rồi thì sản phẩm củachúng là những tấm tôn qua quá trình ép biến dạng thành sóng và có các rãnhthoát nước mà khi có mưa không bị chảy nước vào trong nhà với lại khi đãthành sóng rồi thì các tấm tôn cứng cáp hơn khi đó công nhân có thể lợp đượctrên các mái nhà mà không bị dập gẫy

Hình 1: Phần Sau Máy (Sản Phẩm Đầu Vào)

2.1.4: Phần sau máy (Hình1) gồm có một chiếc dao cắt tôn phẳng có tác

dụng là khi đã cắt đủ số lượng rồi thì người vận hành thao tác trên tủđiện điều khiển để cắt bỏ tôn phẳng lại không cho tôn chạy tiếp vào máynữa tránh sản phẩm dư thừa nằm trong máy chưa bán được ngay sẽ bịtồn đọng,vứt quăng vứt quật sẽ bị hư hỏng gây ra thua lỗ cho các doanhnghiệp với lại khi có đơn đặt hàng mới mà không phải loại tôn đangchạy trong máy thì chiếc dao cắt tôn phẳng phần sau máy lúc đó có tácdụng là cắt bỏ tôn phẳng lại không cho chạy tiếp vào máy nữa, muốnchạy loại tôn khác thì ngươi vận hành lại luồn tôn vào máy và ấn nútchạy thuận thì tôn được chạy qua các quả lô tiến lên phía đầu máy nhưvậy con dao sau có tác dụng cắt bỏ tôn trong cuộn đang chạy lại để chạycuộn tôn mới Dao sau và dao trước muốn lên hoặc xuống được thì phảinhờ vào chiếc van điện từ, khi ta muốn cho dao trước hoặc dao sau lênhoặc xuống thì ta phải khởi động chiếc bơm dầu đã, khi bật bơm dầucũng phải chú ý là động cơ quay đã đúng chưa? Nếu quay ngược chiềuthì động cơ không thể bơm dầu vào đường ống được, nếu động cơ quay

hút và làm mở van khi đó dầu được cấp vào đường ống đi vào xilanh vàđẩy xilanh làm cho dao lên hoặc xuống.

từ sau máy, khi đó phải luồn tôn phẳng dưới con dao cắt phẳng và đilên quả lô cuốn (màu đen), ta ép 2 quả lô cuốn lại với nhau khi đó động

cơ quay kéo theo quả lô quấn cũng quay khi đó kéo tôn phẳng vào bêntrong chui qua các quả lô đã được nhà thiết kế, chế tạo theo các tiêuchuẩn do các doanh nghiệp đã đặt hàng

Hình 2: Tủ Điện Điều Khiển Tự Động Cho Máy Cán

2.1.5 Đây là tủ điều khiển cho máy cán tấm lợp,trên mặt tủ có màn hình

cảm ứng để điều khiển, có 3 đèn báo pha (động cơ chạy bằng điện áp 3pha nên ta dùng 3 đèn báo 3 pha để báo xem đã đủ 3 pha chưa nếu chưa

đủ thì đèn không sáng tức là động cơ không chạy được nếu chạy thì sẽ

bị cháy động cơ), một nút dừng khẩn (màu đỏ trên mặt tủ điện điềukhiển) có tác dung là khi có sự cố gì đó ta dùng nút dừng khẩn để ngắtđiện điều khiển,lúc đó không có điện điều khiển nên máy không chạyđược nữa Có 4 nút ấn(2 xanh, 2 đỏ) một nút bật bơm,một nút tắt bơm,khi nào dao cắt xuống hoặc lên thì ta phải bật bơm dầu thủy lực lúc đó

ấn dao lên hoặc xuống mới có tác dụng, khi không cần dao lên hoăcxuống thì ta tắt bơm đi bằng nút màu đỏ, hai nút còn lại là nút chạythuận và nút chạy ngược, khi ta muốn cho tôn vào máy ta để chế độchỉnh sau đó ta ấn nút chạy thuận khi đó động cơ quay làm cho quả lôquay và kéo tôn vào, trên mặt còn có một chiếc chiết áp để điều chỉnhtốc độ động cơ chạy nhanh hay chạy chậm

Hình 3: Phần Đầu Máy Trên (Sản Phẩm Đầu Ra)

2.1.6: Sản phẩm đầu ra là những tấm tôn như trên, tùy theo doanh

nghiệp đặt hàng 5, 6, 11 sóng mà nhà chế tạo phải làm theo đúng nhàthiết kế, theo hình vẽ trên sản phẩm là những tấm tôn 11 sóng để lợptrên mái nhà ở của các hộ gia đình, các sóng rất đều nhau và bố chí cácdãnh thoát nước rất hợp lý không bị tràn nước vào trong nhà, theo nhàchế tạo thì hai bên có hai rãnh thoát nước

2.2 Danh Mục Thiết Bị

Ký

hiệu

Sốlượng

2.2.1 Attomat (Q): Attomat có tác dụng bật nguồn điện 3 pha cho hệ

thống máy, bảo vệ quá tải, ngắn mạch, tùy theo công suất của máy baonhiêu mà ta chọn attomat cho phù hợp nếu chọn attomát có dòng nhỏquá thì khi khởi động máy quá dòng cũng gây ra nhảy attomat, nếu tachọn attomat có dòng lớn quá mà khi chạy máy không may bị chập điện(ngắn mạch) thì attomat không bảo vệ được sẽ gây ra hỏng các thiết bị 2.2.2: Công tắc tơ (GMC): Có tác dụng (như một con rơ le trung gian)khi ta ấn nút ấn đưa điện áp 220v hoặc 380v vào cuộn hút của công tắc

tơ khi đó khởi khi đó công tắc tơ từ sẽ hút lại và các tiếp điểm mạch lực

sẽ thông nhau khi đó có điện áp 3 pha cho động cơ làm cho động cơquay Hai bên cạnh của công tắc tơ có các tiếp điểm phụ gọi là tiếp điểmđiều khiển, có thể dùng để duy trì cho công tắc tơ hút và dùng cho đènbáo sang khi động cơ đang làm việc hay đang ở chế độ dừng

Công Tắc Tơ

2.2.3: Rơle nhiệt (GTH): Có tác dụng bảo vệ động cơ khi có sự cố ngắn

mạch, mất pha, quá tải, khi bật động cơ lên mà xảy ra các yếu tố trên thìrơle nhiệt có tác dụng ngắt mạch điện điều khiển đưa vào cuộn hút khởilàm cho điện 3 pha không đi vào động cơ nữa và động cơ sẽ bị ngắtđiện, ngoài ra rơ le nhiệt còn có các chế độ chỉnh dòng điện hay gọi làcác giải dòng điện,ta điều chỉnh dòng trên rơle nhiệt bằng cách xoaytheo chiều kim đồng hồ sao cho phù hợp với động cơ

Rơle Nhiệt

2.2.4 Rơle trung gian: Có tác dụng gần giống như công tắc tơ là khi có

điện áp đưa vào cuộn hút rơle khi đó làm cho các tiếp điểm thường mở

sẽ đóng lại và tiếp điểm thường đóng sẽ mở ra Khi rơle hút làm cho cáctiếp điểm thường mở đóng lại khi đó điện áp 24v hoặc 220v sẽ đưa racuộn hút van khi đó van có điện.Khi van điện có điện sẽ hút và van sẽ

mở ra khi đó dầu được đưa vào xilanh làm cho xilanh thụt ra hoặc thuvào (dao cắt lên hoặc xuống)

Rơle Trung Gian

2.2.5 Biến tần:

Biến Tần

Biến tần: Có tác dụng bảo vệ ngắn mạch, quá tải, rò điện của động cơngoài ra còn có tác dụng điều chỉnh tốc độ của động cơ với một tần số

mà ta mong muốn Muốn thay đổi tốc độ của động cơ ta có thể thay đổimột trong các cách sau: Thay đổi điện áp điểu khiển tức là ta điều chỉnhdải điện áp khi ta cấp điện áp điều khiển vào biến tần càng lớn thì tốc độđộng cơ càng quay nhanh ngoài ra ta còn có các cách khác để thay đổitốc độ động cơ như thay đổi tần số trên mặt công nghệ có một chiết áp

để điều chỉnh tần số của biến tần,người vận hành vặn chiết áp tăng theochiều kim đồng hồ thì tần số tăng tức là động cơ chạy nhanh còn ngườivận hành vặn theo chiều ngược chiều kim đồng hồ khi đó tần số giảm

mà tần số giảm có nghĩa là động cơ chay chậm lại ngoài ra còn có rấtnhiều cách thay đổi tốc độ động cơ…

2.2.6 Cầu chì (F): Có tác dụng bảo vệ quá tải, ngắn mạch Khi bị quá tảihay ngắn mạch thì cầu chì sẽ bị đứt ra ngắt nguồn điện điều khiển

Cầu Chì

2.2.7 Dừng khẩn (S1): Có tác dụng khi đang chạy mà xảy ra sự cố như

chập điện,ngắn mạch hay thao tác sai mà ta muốn dừng khẩn cấp thì ta

ấn nút đỏ xuống trên màn hình khi đó sẽ ngắt toàn bộ nguồn điều khiểncho máy

2.2.8 Bộ nguồn (G): Biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một

chiều Có điện áp vào 220v, trong quá trình chuyển đổi bộ nguồn đưa rađiện áp 24v để cung cấp cho Van điện từ, màn hình điều khiển, và cácthiết bị điều khiển khác

Bộ Nguồn

2.2.9 Senso từ: Là một thiết bị cảm biến khi gặp các vật bằng kim loạithì khi đó sensơ từ sẽ phát ra tín hiệu đưa về PLC, tùy ta chọn tín hiệuđưa về là PNP Hay NPN, chọn PNP thì tín hiệu đưa về là tín hiệu thuậntức là đưa tín hiệu dương về PLC, còn ta chọn NPN là tín hiệu ngượctức là đưa tín âm về PLC

Sensơ Từ

2.1.10 Encoder: Là một thiết bị đếm (couter) tạo ra các xung và đưa về

PLC, khi một vòng quay có thể tạo ra 1024 xung hay 360 xung tùy tachọn bộ đếm là bao nhiêu, encoder có nguồn nuôi 5v đến 24v và có 3tín hiệu (a, b, c) đưa về, trong bài toán trên thì ta chỉ cần đến 2 tín hiệuđưa về PLC thôi, đó là tín hiệu đếm thuận và tín hiệu ngược

Encoder

Chương 3: Xõy Dựng Hệ Thống Điều Khiển

3.1: Lựa Chọn Phương Án Điều Khiển: Cú rất nhiều phương ỏn điềukhiển như dựng LOGO, PLC…, Trong bài toỏn này ta chọn phương ỏnđiều khiển là dựng PLC S7-200

3.1.1: Theo cụng nghệ sản xuất ra sản phẩm là tụn lợp cho cỏc mỏi nhàhay cỏc cụng trỡnh mà đũi hỏi độ chớnh xỏc cao nờn ta chọn phương ỏnđiều khiển kiểu lập trỡnh dựng PLC S7-200 với biểu đồ LAD Hoặc STR3.1.2 Lựa chọn thiết bị đo lường

Theo cụng nghệ điều khiển mỏy cỏn tụn, đũi hỏi độ chớnh xỏc củanhững tấm tụn khi đú phải lựa chọn cỏc thiết bị đo lường (tớn hiệu phảnhồi) do đú ta chọn một số thiết bị đo lường sau: Can nhiệt, Encoder

…,Theo cụng nghệ điều khiển mỏy cỏn tụn thỡ ta chọn thiết bị đo lường

là Encoder

Encoder: Sau khi nghiên cứu và tìm hiểu công nghệ của dây chuyền cántôn trên đây và khả năng ứng dụng của bộ điều khiển khả lập trình PLC tathấy nếu nghiên cứu để ứng dụng PLC vào điều khiển toàn bộ dây chuyềnnày rất phù hợp, số xung đo chiều dài từ bộ Encoder đợc đa vào bộ PLCthông qua các đầu vào HSC (Bộ đếm tốc độ cao), các đầu tín hiệu khác nh

hạn vị trên dới của các dao sẽ đa vào các đầu vào (Inputs) Qua các khối tính toán và xử lý Logic của CPU sẽ đa các đầu ra (Outputs) để điều khiển

nh: chạy thuận, giảm tốc, các dao lên xuống

Việc tính toán chiều dài thực tế từ bộ phát xung Encoder đa về PLC đợcthực hiện theo công thức:

Trong đó:

LTT: Chiều dài đo thực tế đợc cần tính toán : mm

N: Số xung của bộ Encoder phát ra / 1 vòng quay: Xung

S: Số xung bộ đếm tốc độ cao của PLC đo đợc từ bộ Encoder: Xung

N

DxS TT

Các thông số này đợc lấy từ các thiết bị thực tế, các thông số này có thểthay đổi trong quá trình căn chỉnh máy hoặc thay thế sau này nên nó sẽ đ-

ợc nhập vào PLC thông qua màn hình giao diện

Đối với hệ thống cán tôn thì:

Khi chiều dài thực tế LTT = LYC – LGT thì tiến hành ra lệnh giảm tốc

Khi LTT = LYC thì tiến hành ra lệnh điều khiển giao trớc xuống để cắt sảnphẩm

Trong đó:

LYC: Là chiều dài yêu cầu cần cắt

LGT: Là chiều dài yêu cầu cần giảm tốc

Các thông số này cũng đợc nhập từ màn hình đa vào PLC để tính toán.Khi tính toán điểm cắt đuôi (dao sau) để tránh sự tồn tôn nguyên liệu trênmáy khi cần có sự thay đổi màu sắc và độ dày, ta tính nh sau:

Trong đó:

Khi L TT L YC  L CDM  L GT

Thì tiến hành giảm tốc để chuẩn bị cắt đuôi (dao sau)

Khi tổng chiều dài thực tế bằng hiệu của tổng chiều dài các đơn hàng yêu cầu với chiều dài máy thì ta tiến hành ra lệnh dừng động cơ cán và ra lệnh cắt dao sau

CDM YC

L Chiều dài máy (là chiều dài đ ợc tính từ l ỡi dao tr ớc

3.1.3: Lựa chọn thiết bị điều khiển

Theo công nghệ điều khiển máy cán tôn mà đòi hỏi chế độ chạy tự động

và có độ chính xác cao thì ta chọn phương án lập trình với thiết bị điềukhiển lập trình là S7-200 của hãng Simens

Giới thiệu về PLC S7-200 như sau:

PLC: Thiết bị điều khiển Logic khả trình PLC (Progammable Logic

Control) là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điềukhiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiệnthuật toán đó bằng các thuật toán bằng các mạch số Như vậy chươngtrình điều khiển trong mình PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễdàng thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ dàng trao đổi thông tin với môitrường xung quanh (Với các PLC khác hoặc với máy tính) Toàn bộtrương trình được lưu nhớ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khốichương trình con hoặc chương hoặc chương trình ngắt (Khối chínhOB1) Trường hợp dung lượng nhớ của PLC không đủ cho việc lưu trữchương trình thì ta có thể sử dụng thêm bộ nhớ ngoài hỗ chợ cho việclưu chương trình và lưu dữ liệu (Catidge) Để có thể thực hiện được mộtchương trình điều khiển tất nhiên PLC phải có tính năng như một máytính,nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU) một hệ điều hành, một bộnhớ để lưu chương trình điều khiển,dữ liệu tất nhiên là phải có các cổng

điều khiển số, PLC còn cần phải có thêm những khối chức năng đặc biệtkhác như bộ đếm (Counter), bộ định thời gian (Timer)…Và những khốihàm chuyên dụng

PLC S7-200

_Trong một chương trình luôn mặc định có một chương trình chínhMain, chương trình con SBR_0, và chương trình ngắt INT_0, tuy nhiên

ta có thể them một hoặc nhiều chương trình con hay chương trình ngắt

cũng như có thể xóa nó khi không cần thiết bằng cách Click chuột phải

rồi chọn Insert Subroutine hay Interrupt Tuy nhiên ta không thể themhoặc bớt đi một chương trình chính do chương trình thì chỉ có

B/ Khối Data Block: Khối chứa dữ liệu của một chương trình ta có thểđịnh dạng trước dữ liệu cho khối này và khi Download xuống PLC thìtoàn bộ dữ liệu này sẽ được lưu trong bộ nhớ

C/Khối System Block: có 10 khối chính:

I /Communication pots: định dạng cho cổng giao tiếp bao gồm:

Địa chỉ PLC (PLC Address) địa chỉ mặc định cho PLC la 2 ta có thể

trị quan trọng trong việc kết nối mạng Ngồi ra trong port giao tiếp tacũng cần chọn tốc độ Baud cho việc truyền thơng Tốc độ Baud mặcđịnh là 9600

II /Retentive Ranges:

Trong S7-200 cho phép ta chọn 5 phân vùng cĩ thể lưu trữ dữ liệu khimất điện nếu ta chọn vùng dữ liệu nào trong Retentive thì giá trị củavùng đĩ sẽ vẫn khơng thay đổi khi mất điện và ngược lại giá trị đĩ sẽ bịreset về 0 khi mất điện

Iii/ Passwod:

S7-200 cĩ 3 mức (Level Password) dể bảo đảm bảo mật về bản quyềnthơng thường người sử dụng nên chọn mức Password cao nhất.Số ký tựtrong password tối đa là 8 ký tự.Trường hợp PLC đã cài password thìngười khơng cĩ Password khơng thể upload chương trình từ PLC nhưngngược lại cĩ thể Download chương trình mới xuống PLC bằng cách gõClearplc khi phần mềm hỏi Password khi download trường hợp khi ta

gõ Clear PLC thì tồn bộ dữ liệu cũ sẽ hồn tồn mất

IV/Output table: Ngõ ra cua PLC cho phép ta chọn trạng thái ON hayOFF khi PLC chuyển từ trạng thái Run sang Stop, chế độ mặc định củaphần mềm là tất cả trạng thái ngõ ra OFF khi chuyển trạng thái

V/ Input Fileter:

S7- 200 cho phép ta chọn thời gian lọc của các tín hiệu ngõ vào, thời gian lọc là thời gian mà ngõ vào phải khơng đổi trạng thái trong khoảng thời gian lọc đĩ thì PLC mới cho phép nhận trạng thái đĩ Thời gian lọc mặc định là: 6.4ms: Ngõ vào phải giữ On trong khoảng thời gian

>=6.4ms thì PLC mới hiểu ngõ vào đĩ lên 1

VI/ Pulse catch Bits:

PLC cho phép người sử dụng chọn ngõ vào có thể bắt những tín hiệu nhanh khi chu kì quét

chưa kịp quét Tín hiệu đó sẽ được giữ cho tới khi chu kì quét được thực hiện

VII/ Configure Led:

Led này cho phép ta định dạng màu cam, đỏ,….khi chương trình gặp sự cố.

6/ Cách giao tiếp giữa máy tính và PLC:

Để có thể giao tiếp giữa máy tính và PLC cho thực hiện việc

Download hoặc Upload cho PLC, ta phải thực hiện các bước sau:

Chọn cổng giao tiếp:

Trường hợp cáp giao tiếp là cáp USB thì cổng giao tiếp phải chọn

Sau đó chọn Properties của PC/PPI cable (PPI)

Trong Tab PPI: chọn đúng tốc độ Bauds ở phần Transmission Rate:Tốc độ để mặc định là 9600, tốc độ Baud mặc định ở cáp cũng là

9600 (tốc độ Baud này chỉ áp dụng đối cáp cổng COM), trên cáp

COM, cho phép ta chọn nhiều mức tốc độ Baud khác nhau

Trong phần Local Connection: cho phép ta chọn cổng COM

Sau khi chọn cổng COM, bước kế tiếp là phải chọn địa chỉ PLC,

thông thường địa chỉ mặc

định của PLC là 2, nếu địa chỉ PLC khác 2 thì ta phải chọn địa chỉ

đúng trước khi thực hiện

việc Communication Trường hợp nếu không biết địa chỉ PLC ta có thể thực hiện như sau: