Thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ phân loại sản phẩm

Thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ phân loại sản phẩm

VIỆN ĐIỆN

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XNCN

====o0o====

BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HÓA

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHỆ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

Nhóm thực hiện : Nhóm 9 Giáo viên hướng dẫn : ThS Đào Quý Thịnh Sinh viên thực hiện :

Tống Văn Luật : 20101836 - ĐK&TĐH 4 Nguyễn Trung Đức : 20101415 - ĐK&TĐH 4 Nguyễn Phụ Công : 20101184 - ĐK&TĐH 4 Cao Trọng Dũng : 20101285 - ĐK&TĐH 4

Lê Xuân Giảng : 20101445 - ĐK&TĐH 4

Hà Nội, 8 – 2014

NHÓM 9 Page 2

Nhóm sinh viên thực hiện : Nhóm 9

Gồm :

NHÓM 9 Page 3

MỤC LỤC

Đề bài 4

Yêu cầu công nghệ 5

Lưu đồ chương trình 6

Phân cổng vào ra 7

Lập Graph chuyển trạng thái 7

Lập Grafcet cho chu trình công nghệ: 9

Tính toán xilanh tác động 2 chiều và nguồn khí nén 10

Bảo đảm an toàn cho người vận hành và thiết bị : 10

Mô tả hoạt động của hệ thống trên phần mềm automation studio : 11

Thiết bị thực tế 12

1.Cảm biến vị trí xi lanh 12

2.Xi lanh 13

3.Bơm khí nén 13

4.Bộ lọc: van lọc+van điều chỉnh áp suất+van tra dầu 14

5.Van điều chỉnh xi lanh 15

6.Van tiết lưu 16

7.Lọc khí 16

Giả lập chương trình 17

Sơ đồ đấu dây: 19

Sơ đồ mạch giám sát hệ thống 19

Sơ đồ mạch điều khiển 20

Giả lập hoạt động của hệ thống 20

NHÓM 9 Page 4

Đề bài

NHÓM 9 Page 5

Yêu cầu công nghệ

Khi có sản phẩm trượt xuống, cảm biến p xác định có sản phẩm thì xilanh A đẩy sang phải sau đó rút về Sản phẩm trượt sang phải, cảm biến a1 xác định có sản phẩm, nếu sản phẩm cao xilanh B đẩy, sản phẩm thấp xilanh C đẩy, sau khi đẩy xong xilanh B và C rút về

NHÓM 9 Page 6

Lưu đồ chương trình

BẮT ĐẦU

Các điều kiện ban đầu đúng, START ấn, p=1

Start

Xi lanh A chạy sang phải

Đúng

Sai

Chạm công tắc hành trình cuối xilanh A

Xi lanh A chạy sang trái

Sản phẩm thấp

Xi lanh C chạy sang

phải

Chạm công tắc hành trình cuối xilanh C

Xi lanh C sang trái

Xi lanh B chạy sang

phải

Chạm công tắc hành trinh cuối xi lanh B

Xi lanh B sang trái

11 Cảm biến xác định vật đủ chiều

cao

Bảng 1.1 Liệt kê đầu vào ra

Lập Graph chuyển trạng thái

Theo yêu cầu công nghệ: khi có sản phẩm trượt xuống chạm cảm biến p thì xilanh A đấy, sản phẩm cao thì xilanh B đẩy, sản phẩm thấp thì xilanh C đẩy

Do đó để đơn giản trong thiết kế mà vẫn đáp ứng được yêu cầu ta có thể tách 3 xilanh hoạt động độc lập

M cảm biến xác định vật có đủ chiều cao

NHÓM 9 Page 8

Ma trận trạng thái:

 Xilanh A: pc a

Graph chuyển trạng thái :

Chọn biến a thay cho p và c a sao cho khi : p tác động làm cho biến a được thiết lập và duy trì giá trị 0 cho đến khi p ngừng tác động

Và biến a chỉ được thiết lập giá trị 1 khi c a tác động và duy trì giá trị 1 khi c a ngừng tác động Do đó ta có mối quan hệ sau:

NHÓM 9 Page 10

Tính toán xilanh tác động 2 chiều và nguồn khí nén

 Lực tác động khi cần pittong đi ra:F A A p1 . (1.1)

 D [cm] đường kính mặt đáy pittong

 P [bar] áp suất khí nén trong xilanh

  hiệu suất xilanh, lấy 0.8

 Lực tác động khi cần pittong đi vào:F E A p2 .

Trong đó

 F E [daN] lực tác động khi cần pitton đi vào

 A2 diện tích vòng găng pittong, 2 2

Chọn xilanh có D=5cm, d=1cm

Từ công thức 1.1 ta tính được p=0.15bar

Do trong 1 thời điểm có thể có 2 xilanh hoạt động nên ta chọn nguồn khí nén là: 6bar

Bảo đảm an toàn cho người vận hành và thiết bị :

Khi có sự cố xảy ra như mất điện, các cảm biến và công tắc hành trình sẽ mất tác dụng, khi đó các xilanh sẽ phải tự động kéo về vị trí ban đầu do đó ta sẽ sử dụng van đảo chiều 4-2 có vị trí “không” là loại van có tác động bằng cơ-lò xo

Đối với các thiết bị, ta sử dụng van an toàn, khi áp suất lớn hơn áp suất cho phép của hệ thống thì dòng áp suất sẽ thắng lực lò xo và như vậy dòng khí nén sẽ trào

ra môi trường

NHÓM 9 Page 11

Mô tả hoạt động của hệ thống trên phần mềm automation studio :

Do trong phần mềm không mô tả được chuyển động của vật để tác động vào cảm biến nên khi mô phỏng khi cảm biến được tác động ta sử dụng công tắc thường mở, cụ thể như sau:

 Cảm biến p: khi cảm biến xác định có vật thì ta dùng tay gạt công tắc p

 Cảm biến a1: khi cảm biến xác định có vật thì ta dùng tay gạt công tắc a1

 Cảm biến m: khi cảm biến bị tác động tức là vật đi đến đủ chiều cao thì ta dùng tay gạt công tắc m

 Nút ấn Start: cho phép hệ thống hoạt động

 Nút ấn Stop: Dừng hệ thống

Như vậy chu trình trong thực tế ta mô phỏng như sau:

 Để hệ thống hoạt động ta gạt các công tắc d d d a, b, c(tương ứng với công tắc hành trình đầu xi lanh A, B,C đây chính là 1 trong những điều kiện an toàn ban đầu) Sau đó nhấn công tắc start, p

Khi đó xi lanh A sẽ chạy sang phải, chạm công tắc hành trình cuối xilanh A c a, xilanh A sẽ tự động chạy về

 Khi đó sản phẩm chạy sang bên phân để phân loại:

 Nếu là sản phẩm đủ chiều cao, ta nhấn công tắc m trước sau đó nhấn công tác a1, khi đó b0 có điện

Khi đó xia lanh B sẽ chạy sang phải, chạm công tắc hành trình cuối xilanh B c b

Xilanh B sẽ tự động chạy về

 Nếu là sản phẩm thấp, ta nhấn công tắc a1(không nhấn m, m=0)

Khi đó xilanh C sẽ chạy sang phải, chạm công tắc hành trình cuối xilanh C c c, Xilanh C sẽ tự động chạy về

Để hệ thống dừng lại quay trở về ban đầu ta nhấn reset, tất cả các cảm biến và công tắc hành trình mất điện các xilanh đều được kéo về vị trí ban đầu (do van đảo chiều là loại cơ-lò xo)

Chạy xong bắt đầu 1 chu trình mới

tự động

Từ trường chống hiển thị 2 màu

D-P3DW · L · Z Grommet

Các tính năng

Có thể sử dụng trong một môi trường mà tạo ra một

sự xáo trộn từ trường (từ trường AC)

 Để sử dụng với AC thợ hàn tại chỗ, mà tạo ra từ trường mạnh

 Khoảng cách hoạt động giữa các dây dẫn hàn và xi lanh / thiết bị truyền động hoặc chuyển đổi tự động có thể là 0 mm

Khối lượng được giảm 70% (so với thiết bị chuyển mạch hiện có)

Có thể được gắn vào kích thước lỗ φ25 φ32 hoặc xi lanh / thiết bị truyền động

Tuân theo chuẩn RoHS

thanh đôi

Các tính năng

 Xi lanh với một đệm không khí có thể hoạt động ở tốc độ cao (1000 mm / s).

3.Bơm khí nén

Xylanh khí - Khí nén SMC

10.00 cm

Van nền kinh

Cung cấp áp lực giảm +

ON / OFF xả + Kiểm soát tốc độ

Các tính năng

 Thay đổi kích thước rộng lớn, cổng kích thước 1/8 đến 2.

 VEX1: điều tiết khí thải công suất lớn

 VEX3: 3 cổng, van vị trí 3

 VEX5: Ba chức năng (điều chỉnh áp suất, van điều khiển hướng

và điều khiển tốc độ) được cung cấp bởi một van duy nhất.

4.Bộ lọc: van lọc+van điều chỉnh áp suất+van tra dầu

Loại Modular FRL đơn vị - khí nén SMC

Cụm F.R.L - Khí nén SMC

Kích thước cổng

Đặt áp lực (MPa)

Bộ lọc không khí AF, điều

chỉnh với máy đo áp suất

NHÓM 9 Page 15

Điều chỉnh bộ lọc với thiếu

máy đo áp suất, bôi trơn AWG + AL

Điều chỉnh bộ lọc với thiếu

máy đo áp suất, Mist phân

cách

AWG + AFM

Các tính năng  Cải thiện khả năng hiển thị của đồng hồ đo áp

lực nằm ở địa điểm khác nhau

5.Van điều chỉnh xi lanh

định hướng kiểm soát van

Thay đổi kích thước rộng lớn, cổng kích thước 1/8 đến 2

VEX1: điều tiết khí thải công suất lớnVEX3: 3 cổng, van vị trí 3

VEX5: Ba chức năng (điều chỉnh áp suất, van điều khiển hướng và điều khiển tốc độ) được cung cấp bởi một van duy nhất

a

NHÓM 9 Page 16

6.Van tiết lưu

Van tiết lưu với đầu nối nhanh - Loại thẳng - Khí nén

Áp dụng ống OD Kích thước Metric

Kích thước inch

Trong

φ1 / 8 đến φ1 / 2

kéo dài tuổi thọ.

NHÓM 9 Page 19

Sơ đồ đấu dây:

RLA, RLB, RLC là các tiếp điểm của role tương ứng

a, b, c là các cuộn dây của van điều chỉnh xilanh

NHÓM 9 Page 20

Sơ đồ mạch điều khiển

Giả lập hoạt động của hệ thống

B1: Bật Start

B2: Bật b.Khí và giữ trong vòng 1s để công tắc liên động b.Khí có điện, đảm bảo khí nén đạt yêu cầu trước khi hệ thống làm việc Lúc này hệ thống ở trạng thái hoạt động: Đèn Start ở mạch giám sát ở trạng thái ON

Cảm biến da,db,dc ở trạng thái ON/

B3: Khi có sản phầm tới làm cảm biến p ở trạng thái ON, van điện-khí nén của xi lanh

a được cấp điện, piston của A sẽ đi sang bên phải đẩy sản phầm đi, khi piston đi tới vị

NHÓM 9 Page 21

trí cuối hành trình, cảm biến ca ON, van điện khí ngừng cấp điện và piston sẽ được đẩy về đầu hành trình, lúc đó da sẽ ở trạng thái ON

Trong quá trình piston xi lanh a đẩy, đèn báo xi lanh a ON

B4: Khi sản phẩm đi tới vị trí phân loại sản phẩm, cảm biến a1 ON, nếu sản phẩm cao đủ chiều cao thì van điện-khí nén xi lanh b ON, piston xi lanh b đẩy sang bên phải; nếu sản phẩm không đủ chiều cao thì van điện-khí nén xi lanh c ON, piston xi lanh c đẩy sang bên phải

Khi piston các xi lanh đi tới cuối hành trình, làm cảm biến cb,cc ON thì xi lanh

sẽ đi sang bên trái trở về đầu hành trình

Trong quá trình xi lanh b hoặc c hoạt động thì đèn báo xi lanh b,c sẽ sáng

Nếu sản phẩm đủ chiều cao đèn báo sản phẩm cao sẽ sáng

NHÓM 9 Page 22

Sản phẩm không đủ chiều cao, xi lanh C hoạt động, đèn xi lanh C ON

Sản phầm đủ chiều cao, xi lanh B hoạt động, đèn xi lanh B ON, đèn báo sản phẩm cao

ON B5: Khi ấn Stop mạch điều khiển của hệ thống sẽ được ngắt điện, mạch hiển thị vẫn được cấp điện, đèn báo Stop được ON, các piston của xi lanh đang hoạt động tự động chạy về bên trái tới đầu hành trình

NHÓM 9 Page 23

Khi ấn Stop, xi lanh đang hoạt động tự động chạy về bên trái, đèn báo Stop

ON, đèn báo xi lanh đang thu về ON, mạch điều khiển được ngắt điện

B6: Muốn khởi động lại hệ thống thì thao tác lặp lại tuần tự theo bước 1