THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KÍCH THƯỚC SỬ DỤNG CARD DSPACE1104

Có thể thiết kế điều khiển cho đối tượng động cơ điệnmột chiều theo nhiều phương pháp như :dùng PLC & biến tần, điện tử côngsuất, vi điều khiển Mỗi phương pháp đều có ưu, nhược điểm khác

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập tại giảng đường trường Đại học giao thôngvận tải, dưới sự dậy bảo tận tình của quý Thầy, Cô và sự giúp đỡ của các bạntrong khoa Điện - Điện tử, đặc biệt là các Thầy, Cô trong bộ môn Điều khiểnhọc đã chỉ dạy cho em, giúp em tích lũy được nhiều kiến thức quý giá để em cóthể hoàn thành đồ án tốt nghiệp đại học và xa hơn nữa là ứng dụng những kiếnthức đó phục vụ cho công việc sau này

Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo ThS Trần Ngọc Tú người

đã trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đồ

án tốt nghiệp

Mặc dù rất cố gắng nhưng với khả năng, thời gian có hạn và kinh nghiệmthực tiễn chưa nhiều nên em không thế tránh khỏi những thiếu sót Em rất mongnhận được sự đóng góp ý kiến bổ sung của các thầy cô giáo đế đồ án này đượchoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin chúc thầy cô và cùng toàn thể các bạn trong lớp nhiềusức khỏe và thành công trong mọi công việc

Em xin chân thành cảm ơn !

MỤC LỤC

L I C M NỜI CẢM ƠN ẢM ƠN ƠN 1

M C L CỤC LỤC ỤC LỤC 2

DANH M C HÌNH NHỤC LỤC ẢM ƠN 4

DANH M C B NG BI UỤC LỤC ẢM ƠN ỂU 6

L I M Đ UỜI CẢM ƠN Ở ĐẦU ẦU 7

1 Đ t v n đặt vấn đề ấn đề ề 7

2 Tính c p thi t c a đ tàiấn đề ết của đề tài ủa đề tài ề 8

3 M c tiêu c a đ tàiục tiêu của đề tài ủa đề tài ề 9

Chương 1ng 1: T NG QUAN V H TH NG PHÂN LO I S N PH MỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Ề HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Ệ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM ỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM ẠI SẢN PHẨM ẢM ƠN ẨM 10

TRONG CÔNG NGHI PỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 10

1.1 Các h th ng phân lo i s n ph m ph bi n hi n nayệ thống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay ống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay ại sản phẩm phổ biến hiện nay ản phẩm phổ biến hiện nay ẩm phổ biến hiện nay ổ biến hiện nay ết của đề tài ệ thống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay 10

1.2 Các yêu c u khi thi t k h th ngầu khi thiết kế hệ thống ết của đề tài ết của đề tài ệ thống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay ống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay 13

1.2.1 Phân tích l a ch n phựa chọn phương án thiết kế ọn phương án thiết kế ương 1ng án thi t kết của đề tài ết của đề tài 13

1.3 K t lu n chết của đề tài ận chương 1 ương 1ng 1 14

Chương 1ng 2: PHÂN TÍCH L A CH N CÁC THI T B PH N C NG CHO H ỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHẦN CỨNG CHO HỆ ỌN CÁC THIẾT BỊ PHẦN CỨNG CHO HỆ ẾT BỊ PHẦN CỨNG CHO HỆ Ị PHẦN CỨNG CHO HỆ ẦU ỨNG CHO HỆ Ệ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM TH NGỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 15

2.1 Các thi t b ch p hànhết của đề tài ị chấp hành ấn đề 15

2.2 Đ ng c đi n 1 chi uộng cơ điện 1 chiều ơng 1 ệ thống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay ề 17

2.2.1 Khái ni mệ thống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay 17

2.2.2 C u t o đ ng c đi n 1 chi uấn đề ại sản phẩm phổ biến hiện nay ộng cơ điện 1 chiều ơng 1 ệ thống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay ề 18

2.2.3 Nguyên lý làm vi cệ thống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay 20

2.2.4 Đ c tính c c a đ ng c đi n 1 chi uặt vấn đề ơng 1 ủa đề tài ộng cơ điện 1 chiều ơng 1 ệ thống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay ề 20

2.2.5 Phân lo iại sản phẩm phổ biến hiện nay 21

2.3 Các thi t b c m bi nết của đề tài ị chấp hành ản phẩm phổ biến hiện nay ết của đề tài 22

2.3.1 M t s lo i c m bi n thông d ng:ộng cơ điện 1 chiều ống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay ại sản phẩm phổ biến hiện nay ản phẩm phổ biến hiện nay ết của đề tài ục tiêu của đề tài 23

2.4 Băng chuy n phân lo i s n ph mề ại sản phẩm phổ biến hiện nay ản phẩm phổ biến hiện nay ẩm phổ biến hiện nay 29

2.4.1 Gi i thi u chungới thiệu chung ệ thống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay 29

2.4.2 u đi m c a băng t iƯu điểm của băng tải ểm của băng tải ủa đề tài ản phẩm phổ biến hiện nay 29

2.4.3 C u t o chung c a băng t iấn đề ại sản phẩm phổ biến hiện nay ủa đề tài ản phẩm phổ biến hiện nay 30

2.5 K t lu n chết của đề tài ận chương 1 ương 1ng 2 31

Chương 1ng 3: GI I THI U CARD dSPACE1104 VÀ CÁC PH N M M L P ỚI THIỆU CARD dSPACE1104 VÀ CÁC PHẦN MỀM LẬP Ệ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM ẦU Ề HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM ẬP TRÌNH 32

3.1 Card dSPACE1104 32

3.2 C u trúc ph n c ng c a DSPACE1104ấn đề ầu khi thiết kế hệ thống ứng của DSPACE1104 ủa đề tài 34

3.3 Ph n m m Control Desk, Matlab-Simulink và RealTime Worksoftầu khi thiết kế hệ thống ề 40

3.3.1 Ph n m m Control Deskầu khi thiết kế hệ thống ề 40

3.3.2 Matlab-Simulink và RealTime Worksoft 40

Chương 1ng 4: THI T K PH N C NG VÀ XÂY D NG CHẾT BỊ PHẦN CỨNG CHO HỆ ẾT BỊ PHẦN CỨNG CHO HỆ ẦU ỨNG CHO HỆ ỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHẦN CỨNG CHO HỆ Ưu điểm của băng tảiƠNNG TRÌNH ĐI U Ề HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM KHI NỂU 48

4.1 Thi t k mô hình ph n c ngết của đề tài ết của đề tài ầu khi thiết kế hệ thống ứng của DSPACE1104 48

4.1.1 Thi t k các m ch chu n vào ra đi n ápết của đề tài ết của đề tài ại sản phẩm phổ biến hiện nay ẩm phổ biến hiện nay ệ thống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay 48

4.1.2 Thi t k m ch đ ng l cết của đề tài ết của đề tài ại sản phẩm phổ biến hiện nay ộng cơ điện 1 chiều ựa chọn phương án thiết kế 51

4.1.3 S đ đ u n i c a toàn b h th ngơng 1 ồ đấu nối của toàn bộ hệ thống ấn đề ống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay ủa đề tài ộng cơ điện 1 chiều ệ thống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay ống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay 55

4.2 Xây d ng chựa chọn phương án thiết kế ương 1ng trình đi u khi nề ểm của băng tải 56

4.2.1 T ng quan v b đi u khi nổ biến hiện nay ề ộng cơ điện 1 chiều ề ểm của băng tải 56

4.2.2 L y đấn đề ường đặc tính của đối tượngng đ c tính c a đ i tặt vấn đề ủa đề tài ống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay ượng 60ng 4.2.3 Xây d ng b đi u khi nựa chọn phương án thiết kế ộng cơ điện 1 chiều ề ểm của băng tải 63

4.2.4 Xây d ng chựa chọn phương án thiết kế ương 1ng trình đi u khi nề ểm của băng tải 66

4.2.5 Nh n xét và đánh giá k t quận chương 1 ết của đề tài ản phẩm phổ biến hiện nay 68

4.3 T ng k t chổ biến hiện nay ết của đề tài ương 1ng 4 69

TÀI LI U THAM KH OỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM ẢM ƠN 71

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Dây chuyên phân loại và đóng gói gạch men của hãng SYSTEM 11

Hình 1.2: Máy phân loại gạo của hãng S.PRECISION 12

Hình 1.3: Màu gạo được phân loại bằng máy phân loại gạo 12

Hình 1.4: Dây chuyền phân loại cà chua 12

Hình 1.5: Dây chuyền phân loại gạch men của hãng DEKE 13

Hình 2.1: Nguyên lý cấu tạo 15

Hình 2.2: Piston 15

Hình 2.3: Piston được sử dụng trong mô hình 16

Hình 2.4: Ký hiệu trong bản vẽ 16

Hình 2.5: Sơ đồ đấu nối van đảo chiều với xi-lanh khí 16

Hình 2.6: Van khí nén dùng trong mô hình 17

Hình 2.7: Động cơ điện 1 chiều 17

Hình 2.8: Cấu tạo động cơ điện một chiều 20

Hình 2.9a: Đặc tính cơ tự nhiên Hình 2.9b: Đặc tính cơ nhân tạo 21

Hình 2.10: Cảm biến điện trở 23

Hình 2.11a: Chuyển động tròn Hình 2.11b: Chuyển động xoắn 24

Hình 2.12: Cảm biến điện dung 24

Hình 2.13: Cấu tạo cảm biến transitor quang 25

Hình 2.14a: Mạch tương đương Hình 2.14b: Ký hiệu 25

Hình 2.15: Cảm biến quang thực tế 28

Hình 2.16: Cảm biến quang E3F10C4 sử dụng trong mô hình 29

Hình 2.17: Cấu tạo chung của băng tải 30

Hình 3.1: Card DS1104 33

Hình 3.2: Sơ đồ khối cấu trúc bên trong card dSPACE1104 34

Hình 3.3: Cấu trúc rãnh cắm của card dSPACE1104 34

Hình 3.4: Tên các chân của DS1104 trên P1A 35

Bảng 3.5: Tên các chân của DS1104 trên P1B 35

Hình 3.6: Các thành phần master ppc của card dSPACE1104 36

Hình 3.7: Các thành phần Slave DSP F420 của card dSPACE1104 37

Hình 3.8: Chọn kích hoạt các RTI 41

Hình 3.9: Giao diện Matlab 41

Hình 3.10: Cửa sổ thư viện của Simulink 42

Hình 3.11: Chương trình xác định đặc tính đối tượng 43

Hình 3.12: Màn hình chính của phần mềm controlDesk 45

Hình 4.1: Opto PC817 49

Hình 4.2: Opto PC817 ngoài thực tế 49

Hình 4.3: Nguyên lý hoạt động của PC817 49

Hình 4.4: Mạch điều khiển Role thông qua opto PC817 50

Hình 4.5: Mạch sử dụng opto trong mô hình 50

Hình 4.6: Phân áp từ 24V xuống 5V 51

Hình 4.7: Phân áp trong mô hình 51

Hình 4.8: Sơ đồ cấu tạo của IC555 53

Hình 4.9: 555 ngoài thực tế 53

Hình 4.10: Sơ đồ nguyên lí 54

Hình 4.11: Mạch thực tế 54

Hình 4.12: Sơ đồ nguyên lý đấu nối toàn phần cứng với dSPACE 55

Hình 4.13: Mạch khi đã đấu nối hoàn chỉnh 56

Hình 4.15: Chương trình lấy đường đặc tính của đối tượng 61

Hình 4.16: Giao diện lấy đường đặc tính trên Control Desk 61

Hình 4.17: Đường đặc tính của động cơ 61

Hình 4.18: Xác định các tham số của đối tượng 62

Hình 4.19: Kết quả mô phỏng lại trên Matlab 63

Hình 4.20: Điều khiển theo vòng hở 64

Hình 4.21: Kết quả thu được với Kp=400 65

Hình 4.22: Lưu đồ thuật toán điều khiển băng chuyền 66

Hình 4.23: Chương trình điều khiển trên Simulink 67

Hình 4.24: Chương trình giám sát trên Control Desk 67

DANH MỤC BẢNG BIỂU

B ng 2.1: ảng 2.1: Các lo i băng t iại sản phẩm phổ biến hiện nay ản phẩm phổ biến hiện nay 30

B ng 3.1: ảng 2.1: Các đ c t c a DACặt vấn đề ản phẩm phổ biến hiện nay ủa đề tài 37

B ng 3.2: ảng 2.1: Các đ c t c a ADCặt vấn đề ản phẩm phổ biến hiện nay ủa đề tài 38

B ng 3.1: ảng 2.1: Dung lượngng các b nh c a DS1104ộng cơ điện 1 chiều ới thiệu chung ủa đề tài 38

LỜI MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, chất lượngsản xuất và chất lượng cuộc sống của con người ngày càng được nâng cao Đểđạt được rất nhiều những thành tựu khoa học tiến bộ như hiện nay chúng takhông thể bỏ qua tầm quan trọng của kỹ thuật tự động hóa và điều khiển Viêctạo ra các sản phẩm tự động hoá không những trong công nghiệp mà ngay cảtrong đời sống con người ngày càng được phố biến Hầu như trong mọi lĩnh vựcđều thấy có sự cần thiết của tự động hoá Điều khiển là một lĩnh vực quan trọngcủa đời sống xã hội, của nền kinh tế quốc dân, của khoa học kỹ thuật, của nềncông nghiệp v.v Bất cứ ở vị trí nào, bất cứ một công việc gì mỗi người trongchúng ta đều tiếp cận với điều khiển Nó là khâu quan trọng cuối cùng quyếtđịnh sự thành bại trong mọi hoạt động của chúng ta Hiện nay khi nhắc tới điềukhiển con người dường như hình dung đến sự chính xác, tốc độ xử lý và thuậttoán thông minh đồng nghĩa là lượng chất xám cao hơn Ngày nay động cơ điệnmột chiều được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực của khoa học & đời sốngnhư: Trong các dây chuyền sản xuất, ô tô điện, tàu thủy, máy bay Bài toán thiết

kế và điều khiển động cơ một chiều là bài toán cơ bản và quen thuộc trongngành điều khiển tự động Có thể thiết kế điều khiển cho đối tượng động cơ điệnmột chiều theo nhiều phương pháp như :dùng PLC & biến tần, điện tử côngsuất, vi điều khiển Mỗi phương pháp đều có ưu, nhược điểm khác nhau nhưngđều cùng chung mục đích là điều khiển tốc độ của động cơ.Trên cơ sở muốn tìmhiểu về các phương pháp điều khiển động cơ điện một chiều, em xin chọn đềtài : Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước sử dụng CarddSPACE

Phân loại sản phẩm là một bài toán đã và đang được ứng dụng rất nhiềutrong thực tế hiện nay Với việc dùng sức người, đối với các công việc đòi hỏi

sự tập trung cao và có tính lặp lại, thì các công nhân khó đảm bảo được sự chínhxác trong công việc Chưa kể đến có những khâu phân loại dựa trên các chi tiết

kĩ thuật rất nhỏ mà mắt thường khó có thể nhận ra Điều đó sẽ ảnh hưởng trựctiếp tới chất lượng sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất Vì vậy, hệ thống tựđộng nhận dạng và phân loại sản phẩm ra đời là một sự phát triển tất yếu nhằmđáp ứng nhu cầu cấp bách này Khi sản phẩm được sản xuất ra, người công nhândùng các thiết bị đo kiểm để xác định sản phẩm thuộc loại nào Sau đó xếp sảnphẩm vào trong hộp, đếm đủ số lượng rồi dùng băng keo dán lên miệng hộp.Việc này phụ thuộc rất nhiều vào trình độ công nhân Hơn nữa, công nhân làmviệc lâu không tránh khỏi những sai sót dẫn đến chất lượng sản phẩm khôngđồng đều Còn đối với hoạt động phân loại tự động thì Khi sản phẩm được sảnxuất ra, được tự động sắp xếp đều trên băng chuyền Bên cạnh băng chuyền cóđặt các công tắc hành trình, phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm mà chúng

có tác động vào công tắc hành trình hay không, khi sản phẩm tác động vào côngtắc hành trình chúng sẽ được đẩy vào hộp nằm trên các băng chuyền khác Cácsản phẩm còn lại sẽ được băng chuyền tiếp tục mang đi đến các thùnghàng ,thông qua hệ thống đếm tự động cho đến khi đủ số lượng quy định thì hệthống sẽ tự động dừng trong một khoàng thời gian để đóng gói sản phẩm Hệthống hoạt động tuần tự cho đến khi có lệnh dừng Người công nhân chỉ việc tớilấy hộp xếp lên xe đẩy đưa vào kho hàng Qua những đợt thực tập tại các xưởngcông nghiệp, xí nghiệp, nhà máy… em đã được trực tiếp chứng kiến rất nhiềudây chuyền phân loại sản phẩm rất hiện đại, từ đó em đã xây dựng một mô hìnhbăng chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng Card dSPACE1104

2 Tính cấp thiết của đề tài

Sự kết hợp giữa ngành Điện - Điện tử và ngành Cơ khí là một bước tiếnquan trọng trong sự phát triển của tự động hóa trong công nghiệp Hiện nay đấtnước ta đang trong quá trình phát triển và hội nhập, chính vì thế các mặt hàngđược sản xuất ra không những đạt tiều chuẩn về chất lượng, mà còn đòi hỏi phải

có độ chính xác cao về hình dạng, kích thước, trọng lượng… Cho nên từ đó cáckhu công nghiệp được hình thành với nhiều dây chuyền thiết bị máy móc hiệnđại để phối hợp với nhu cầu sản xuất, để tạo ra năng suất cao hơn trong quá trình

sản xuất, cũng như để hạ giá thành sản xuất của sản phẩm Chính vì vậy mỗidây chuyền phân loại sản phẩm được thiết kế cần có sự chính xác, nhanh gọn vàđạt hiệu quả cao trong khâu phân loại Em hy vọng đề tài có thể phát triển vàứng dụng rộng rãi ở trong các nhà máy, xí nghiệp…

3 Mục tiêu của đề tài

- Tìm hiểu về Card dSPACE1104 và các phần mềm lập trình đi kèm, cáchthức giao tiếp Card dSPACE với phần cứng

-Xây dựng chương trình điều khiển tốc độ động cơ kéo băng tải trên phầnmềm Matlab Simulink

-Xây dựng chương trình phân loại sản phẩm theo chiều cao trên phần mềmMatlab Simulink

-Xây dựng giao diện giám sát và điều khiển băng chuyền phân loại sảnphẩm trên phần mềm Control Desk

-Thiết kế và thi công phần cứng mô hình phân loại sản phẩm theo chiềucao, chạy thử chương trình và nghiệm thu kết quả

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

TRONG CÔNG NGHIỆP 1.1 Các hệ thống phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay

Hiện nay có rất nhiều nhà máy, xí nghiệp sản xuất sử dụng các hệ thốngphân loại sản phẩm Tùy vào mức độ phức tạp trong yêu cầu phân loại, các hệthống phân loại tự động có những quy mô lớn, nhỏ khác nhau Tuy nhiên có mộtđặc điểm chung là chi phí cho các hệ thống này khá lớn, đặc biệt đối với điềukiện của Việt Nam Vì vậy hiện nay đa số các hệ thống phân loại tự động đaphần mới chỉ được áp dụng trong các hệ thống có yêu cầu phân loại phức tạp,còn một lượng rất lớn các doanh nghiệp Việt Nam vẫn sử dụng trực tiếp sức lựccon người để làm việc Bên cạnh các băng chuyền để vận chuyển sản phẩm thìmột yêu cầu cao hơn được đặt ra đó là phải có hệ thống phân loại sản phẩm.Trên thực tế có rất nhiều phương pháp phân loại sản phẩm và có khi sử dụngđan xen nhiều phương pháp lại với nhau để đạt được kết quả tốt nhất Còn rấtnhiều dạng phân loại sản phẩm tùy theo yêu cầu của nhà sản xuất như: Phân loạisản phẩm theo kích thước, Phân loại sản phẩm theo màu sắc, Phân loại sản phẩmtheo khối lượng, Phân loại sản phẩm theo mã vạch, Phân loại sản phẩm theohình ảnh v.v Vì có nhiều phương pháp phân loại khác nhau nên có nhiều thuậttoán, nhiều hướng giải quyết khác nhau cho từng loại sản phẩm, đồng thời cácthuật toán này có thể đan xen, hỗ trợ lẫn nhau Ví dụ như muốn phân loại vải thìcần phân loại về kích thước và màu sắc, về nước uống (như bia, nước ngọt) cầnphân loại theo chiều cao, khối lượng, phân loại xe theo chiều dài, khối lượng,phân loại gạch granite theo hình ảnh v.v Sau đây em xin trình bày một sốphương pháp phân loại sản phẩm mà em biết

- Phân loại sản phẩm to nhỏ sử dụng cảm biến quang: Các sản phẩm dichuyển trên băng chuyền ngang qua cảm biến quang thứ 1 nhưng chưa kích cảm

biến thứ 2 thì được phân loại vật thấp nhất, khi sản phẩm qua 2 cảm biến đồngthời thì được phân loại vật cao nhất.

Hình 1.1: Dây chuyên phân loại và đóng gói gạch men của hãng

SYSTEM(Italya)

- Phân loại sản phẩm dựa vào màu sắc: Sử dụng những cảm biến phân loạimàu sắc sẽ được đặt trên băng chuyền, khi sản phấm đi ngang qua nếu cảm biếnnào nhận biết được sản phẩm thuộc màu nào sẽ được cửa phân loại tự động mở

để sản phẩm đó đựợc phân loại đúng Phát hiện màu sắc bằng cách sử dụng cácyếu tố là tỷ lệ phản chiếu của một màu chính (ví dụ như đỏ, xanh lá cây hoặcxanh trời) được phản xạ bởi các màu khác nhau theo các thuộc tính màu của đốitượng Bằng cách sử dụng công nghệ lọc phân cực đa lớp gọi là FAO (gócquang tự do), cảm biến E3MC phát ra màu đỏ, xanh lá cây và màu xanh sángtrên một trục quang học đon E3MC sẽ thu ánh sáng phản chiếu của các đốitượng thông qua các cảm biến nhận và xử lý tỷ lệ các màu xanh lá cây, đỏ, xanhlam của ánh sáng để phân biệt màu sắc của vật cần cảm nhận

Hình 1.2: Máy phân loại gạo của hãng S.PRECISION

Hình 1.3: Màu gạo được phân loại bằng máy phân loại gạo

Hình 1.4: Dây chuyền phân loại cà chua

Phân loại sản phẩm dùng webcam: Sử dụng 1 camera chụp lại sản phẩmkhi chạy qua và đưa ảnh về so sánh với ảnh gốc Nếu giống thì cho sản phẩm điqua, còn nếu không thì loại sản phẩm đó

Hình 1.5: Dây chuyền phân loại gạch men của hãng DEKE

Nhận thấy thực tiễn đó, trong đồ án này, em đã xây dựng một một mô hìnhrất nhỏ nhưng có chức năng gần tương tự với ngoài thực tế Đó là: tạo ra mộtbăng chuyền vận chuyển sản phẩm, phân loại sản phẩm theo chiều cao đã đượcđặt trước Tùy vào khối lượng tải trên băng chuyền mà tốc độ băng chuyền sẽthay đổi để có thể kéo băng tải một cách hợp lý nhất

1.2 Các yêu cầu khi thiết kế hệ thống

 Các chuyển động chính:

- Chuyển động của băng chuyền chính để mang sản phẩm đi phân loại

- Chuyển động tịnh tiến của piston nhằm đẩy sản phẩm vào hộp trên băngchuyền phân loại

 Các yêu cầu khi thiết kế:

Theo em nghĩ, khi xây dựng phương án bố trí cho các hệ thống tự động cầnphải đảm bảo các điều kiện như sau:

- Hệ thống đơn giản, dễ điều khiển và phải đáng tin cậy

- Công nhân làm việc được thoải mái, không phải chịu áp lực lao động

- Phải đảm bảo được tính an toàn và tính kinh tế

1.2.1 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế

Phương án 1:

Sử dụng băng tải để vận chuyển sản phẩm, một công tắc hành trình đượcđặt ở phía trên băng tải để xác định các sản phẩm có chiều cao vượt quá chophép Một xilanh để đẩy phế phẩm ra khỏi băng tải Một cảm biến đế đếm sản

phẩm Sử dụng van tiết lưu 5/2 vị trí để điều khiển xilanh bắn mạnh hay nhẹ(tùyvào khối lượng của vật để có thể bắn nó vào hộp đựng sản phẩm)

Ưu điểm : Vận chuyển được sản phẩm nhanh hơn do đó năng suất cao hơn,

sử dụng ít pistong, ít băng tải nên giá thành chế tạo thấp, ít dùng cảm biến nên

dễ dàng cho việc điều khiển

Nhược điểm : Chỉ phân loại các sản phẩm có chiều cao khác nhau, chưa cótính linh hoạt trong khâu phân loại và đóng gói

Phương án 2:

Xây dựng mô hình phân loại sản phẩm theo 3 mức chiều cao là cao, trungbình và thấp Sử dụng băng tải để vận chuyển sản phẩm, Sử dụng 3 cảm biến đểphát hiện 3 mức chiều cao của sản phẩm là cao, trung bình và thấp Cảm biếnđầu tiên để ở mức cao nhất, cảm biến thứ 2 để ở mức trung bình và cảm biến thứ

3 để ở mức thấp nhất Khi sản phẩm cần phân loại đi qua sẽ được cảm biếntương ứng với mức chiều cao của nó phát hiện Sử dụng 3 xi lanh để đẩy các sảnphẩm sau khi đã phân loại vào các hộp chứa sản phẩm tương ứng Sau khi cảmbiến phát hiện vật thì xi lanh lập tức đẩy sản phẩm vào hộp chứa sản phẩmtương ứng với chiều cao của nó Sử dụng van tiết lưu 5/2 để điều khiển xilanh

Ưu điểm: Phân loại sản phẩm đa dạng hơn, có thể cùng một lúc phân loạinhiều kích thước của sản phẩm

Nhược điểm: Sử dụng nhiều xilanh và băng tải hơn nên tốn kém trong việcchế tạo, sử dụng nhiều cảm biến nên khó khăng trong việc điều khiển Tốn nhiềuthời gian hơn do đó năng suất sẽ giảm

Dựa trên các phân tích trên em lựa chọn phương án 2 để thiết kế và chế tạo

mô hình

1.3 Kết luận chương 1

Kết thúc chương 1 của đồ án em xin tổng hợp lại những nội dung kiến thức

đã được trình bày :

- Một số phương pháp phân loại sản phẩm hiện nay

- Hình ảnh một số dây chuyền phân loại sản phẩm ngoài thực tế

- Các yêu cầu khi thiết kế hệ thống

- Lựa chọn được phương án thiết kế phù hợp

Chương 2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHẦN CỨNG CHO HỆ

THỐNG 2.1 Các thiết bị chấp hành

Sơ đồ tiêu chuẩn hóa van xi lanh tác động kép:

Hình 2.1: Nguyên lý cấu tạo

Công thức tính lực đẩy piston:

1 1 2 2F=P ×S -P ×S

Hình 2.2: Piston

Hình 2.3: Piston được sử dụng trong mô hình

b Van khí nén

Với hệ thống piston-xi lanh khí để điều khiển pitton tiến-lùi bằng tín hiệuđiện ta cần có một van đảo chiều Trong đề tài em sử dụng loại van đảo chiều5/2 điện từ điều khiển gián tiếp qua van phụ trợ, đây là loại van rất thích hợpcho điều khiển đảo chiều xi lanh kép

Van đảo chiều 5/2 có 5 cổng với 2 trạng thái điều khiển bằng điện

Hình 2.4: Ký hiệu trong bản vẽ

Hình 2.5: Sơ đồ đấu nối van đảo chiều với xi-lanh khí

Khi không cấp điện cho cuộn hút của van đảo chiều Dòng khí nén sẽ vàocửa trước của xi-lanh đẩy cần piston ra sau

Khi cấp nguồn cho cuộn hút trạng thái của van sẽ thay đổi, lúc này luồngkhí nén đi vào cửa sau của xi lanh, khí nén trong buồng xi lanh ở trạng thái trước

sẽ qua cửa xả thoát ra ngoài, cần piston được đẩy về phía trước

Hình 2.6: Van khí nén dùng trong mô hình 2.2 Động cơ điện 1 chiều

Để kéo băng tải chúng ta cần phải có động cơ kéo Với một mô hình nhỏ vàđơn giản em đã chọn động cơ 1 chiều kích từ độc lập để kéo băng tải

Cho đến nay động cơ điện một chiều vẫn chiếm một vị trí quan trọng trong

hệ điều chỉnh tự động truyền động điện, nó được sử dụng rộng trong hệ thốngđòi hỏi có độ chính xác cao vùng điều chỉnh rộng và qui luật điều chỉnh phứctạp

2.2.1 Khái niệm

a Khái niệm

Động cơ điện nói chung và động cơ điện một chiều nói riêng là thiết điện

từ quay,làm việc theo nguyên lý điện từ,khi đặt vào trong từ trường một dây dẫn

và cho dòng điện chạy qua dây dẫn thì trường sẽ tác dụng một lực từ vào dòngđiện (vào dây dẫn) và làm dây dẫn chuyển động.Động cơ điện biến đổi điệnnăng thành cơ năng

Hình 2.7: Động cơ điện 1 chiều

b Cấu tạo

Gồm hai phần:

- Phần đứng yên (gọi là phần tĩnh)

- Phần chuyển động (gọi là phần quay)

2.2.2 Cấu tạo động cơ điện 1 chiều

a Phần tĩnh hay stator

- Cực từ chính:

Là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồngngoài lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện haythép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và tán chặt Trong động cơ điện nhỏ có thểdùng thép khối Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulông Dây quấnkích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọccách điện kỹ thành một khối tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ.Các cuộn dây kích từ được đặt trên các cực từ này được nối tiếp với nhau

- Cực từ phụ:

Cực từ phụ được đặt trên các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều.Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ cóđặt dây quấn mà cấu rạo giống như dây quấn cực từ chính Cực từ phụ được gắnvào vỏ máy nhờ những bulông

- Gông từ

Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy.Trong động cơ điện nhỏ và vừa thường dùng thép dày uốn và hàn lại Trong máyđiện lớn thường dùng thép đúc Có khi trong động cơ điện nhỏ dùng gang làm

vỏ máy

- Các bộ phận khác bao gồm :

+ Nắp máy: Để bảo vệ máy khỏi những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dâyquấn và an toàn cho người khỏi chạm vào điện Trong máy điện nhỏ và vừa nắpmáy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi Trong trường hợp này nắp máy thườnglàm bằng gang

+ Cơ cấu chổi than: để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài Cơ cấu chổithan bao gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lò xo tì chặy lên cổgóp Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện với giá Giáchổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chỗ Sau khiđiều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại.

b, Phần quay hay Rôto

- Lõi sắt phần ứng:

Dùng để dẫn từ Thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện dày 0,5mmphủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáygây nên Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì dặt dây quấnvào Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia thành nhữngđoạn nhỏ, giữa những đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe hở thông gió Khimáy làm việc gió thổi qua các khe hở làm nguội dây quấn và lõi sắt Trong động

cơ điện một chiều nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép trực tiếp vào trục Trong động

cơ điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto Dùng giá rôto có thể tiết kiệmthép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng rôto

- Dây quấn phần ứng:

Dây quấn phần ứng là phần phát sinh ra suất điện động và có dòng điệnchạy qua Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện.Trong máy điện nhỏ có công suất dưới vài kw thường dùng dây có tiết diện tròn.Trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật Dây quấn đượccách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép Để tránh khi quay bị văng ra do lực litâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc đai chặt dây quấn Nêm có làmbằng tre, gỗ hay bakelit

- Cổ góp:

Dùng để đổi chiều dòng điẹn xoay chiều thành một chiều Cổ góp gồmnhiều phiến đồng có được mạ cách điện với nhau bằng lớp mica dày từ 0,4 đến1,2mm và hợp thành một hình trục tròn Hai đầu trục tròn dùng hai hình ốp hìnhchữ V ép chặt lại Giữa vành ốp và trụ tròn cũng cách điện bằng mica Đuôi

vành góp có cao lên một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn và cácphiến góp được dễ dàng.

Hình 2.8: Cấu tạo động cơ điện một chiều

2.2.3 Nguyên lý làm việc

Động cơ điện phải có hai nguồn năng lượng

- Nguồn kích từ cấp vào cuộn kích từ để sinh ra từ thông kích từ

- Nguồn phần ứng được đưa vào hai chổi than để đưa vào hai cổ góp củaphần ứng

Khi cho điện áp một chiều vào hai chổi điện trong dây quấn phần ứng cóđiện Các thanh dẫn có dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực tác dụng làmrôto quay Chiều của lực được xác định bằng qui tắc bàn tay trái Khi phần ứngquay được nửa vòng, vị trí các thanh dẫn đổi chỗ cho nhau Khi quay các thanhdẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng với suất điện động Eu, chiều của suất điện độngđược xác định theo qui tắc bàn tay phải, ở động cơ chiều suất điện động Eu

ngược chiều dòng điện Iu nên Eu được gọi là sức phản điện động

Phương trình cân bằng điện áp:

i

t

d +R I +I

d

U=E

2.2.4 Đặc tính cơ của động cơ điện 1 chiều

Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều là quan hệ giữa tốc độ quay vàmômen quay của động cơ:

Có 4 loại động cơ điện một chiều thường sử dụng:

- Động cơ điện một chiều kích từ độc lập

- Động cơ điện một chiều kích từ song song

- Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp

- Đông cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp

a, Kích thích độc lập

Khi nguồn một chiều có công suất ko đủ lớn, mạch điện phần ứng và mạchkích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập nhau nên:

I = Iu

Để xác định vị trí và độ dịch chuyển của vật ta có 2 phương pháp:

+ Tín hiệu trả về từ cảm biến là hàm phụ thuộc vị trí của một phần tử củacảm biến, đồng thời phần tử này có liên quan đến vật cần xác định dịch chuyển.+ Ứng với một dịch chuyển cơ bản, cảm biến sẽ phát ra một xung Việc xácđịnh vị trí và độ dịch chuyển của vật được tiến hành bằng cách đếm số xungphát ra

Nguyên lý đo: Có một số cảm biến không đòi hỏi có liên quan cơ học giữacảm biến với vật cần đo vị trí, độ dịch chuyển Mà mối liên hệ giữa cảm biến vàvật dịch chuyển được thực hiện thông qua vai trò trung gian của điện trường, từtrường hoặc điện từ trường, ánh sáng…

2.3.1 Một số loại cảm biến thông dụng:

a Cảm biến điện trở

- Cấu tạo và nguyên lý làm việc: Cảm biến gồm một điện trở cố định, trên

đó có một tiếp xúc điện có thể di chuyển gọi là con chạy Con chạy được liên kết

cơ học với vật chuyển động cần khảo sát

RCảm biến điện trở chuyển động tròn hoặc xoắn:

αn <360 (tròn)

o M

αn >360 (xoắn)

Hình 2.11a: Chuyển động tròn Hình 2.11b: Chuyển động xoắn

b Cảm biến điện dung

- Cấu tạo và nguyên lý làm việc: Cảm biến điện dung thực chất là một tụđiện gồm 2 điện cực, giữa chúng chứa chất điện môi

Hình 2.12: Cảm biến điện dung

Giả sử cảm biến là một tụ phẳng có tiết diện bản cực S, khoảng cách giữa 2

bản cực  và chứa chất điện môi , điện dung của tụ điện là : C =

εSSδNguyên lý hoạt động của cảm biến dựa trên sự thay đổi của các thông số S,

δ ,εS làm C thay đổi Cảm biến thực hiện ở dạng đơn hoặc dạng kép (vi sai).Cảm biến điện dung được chia thành 2 nhóm lớn:

- Cảm biến máy phát: đại lượng ra là điện áp U, loại này dùng đo các đạilượng cơ

- Thông số: có đầu vào là độ dịch chuyển của bản cực, tín hiệu ra là điệndung C

Khi một trong ba thông số S, δ ,εS thay đổi điện dung của tụ điện C sẽ thayđổi Với sự thay đổi nhỏ ta có các phương trình:

Độ nhạy của cảm biến điện dung là tuyến tính khi điện môi  và S thay đổi

và phi tuyến khi khoảng cách giữa 2 bản cực  thay đổi Mạch đo thường là cácmạch cầu không cân bằng cung cấp bẳng nguồn áp xoay chiều với tần số lớn(MHz)

d Cảm biến loại transistor quang

- Cấu tạo và nguyên lý làm việc:

Hình 2.13: Cấu tạo cảm biến transitor quang

Ba lớp n-p-n tạo nên 2 tiếp giáp p-n Một trong nhưng lớp ngoài có kichthước nhỏ để quang thông có thể chiếu vào giữa lớp nền Lớp nền này đủ mỏng

để đưa lớp hấp thụ lượng tử quang đến gần lớp tiếp xúc p-n

Hình 2.14a: Mạch tương đương Hình 2.14b: Ký hiệu

Transistor quang chỉ có thể làm việc ở chế độ biến đổi quang điện ( có điện

áp ngoài đặt vào) Trị số điện áp này khoảng 3V đến 5V

Theo hình vẽ, mối nối BC được phân cực ngược làm việc như một diodequang Khi quang thông chiều vào nó tạo ra dòng điện dùng để làm tác độngtransistor, dẫn đến dòng Ic tăng lên nhiều lần so với dòng diode quang

Dòng Ic được tính như sau:

Ic= (Ip +Ib) ( hfe + 1)

Trong đóhfe: độ lợi DC

Ip: dòng quang điện khi có ánh sáng chiếu vào mối nốiBC

Ib: dòng cực B khi có phân cực ngoàiKhi cực B được phân cực bên ngoài Độ lợi bị thay đổi theo trở kháng vàocủa transistor được tính :

có sự thay đổi ở bộ phận thu thì mạch điều khiển của cảm biến quang sẽ cho ratín hiệu ở ngõ OUT Cảm biến quang có những ứng dụng hết sức mạnh mẽ vàlinh hoạt trong ngành công nghiệp nói riêng và điện tử nói chung

- Phân loại : Cảm biến quang gồm có 3 loại

+ Cảm biến quang thu phát riêng

+ Cảm biến quang phản xạ qua gương

+ Cảm biến quang thu phát chung

- Nguyên lý hoạt động của từng loại cảm biến quang :

+ Cảm biến quang thu phát chung: Cảm biến quang thu phát chung đượccấu tạo gồm một led hồng ngọai thu và một led hồng ngọai phát.Khi có vật thểtác động vào vùng phát tia sẽ làm phản xạ lại ánh sáng tác động vào led thu Lúcnày led thu sẽ tác động vào Transistor để out tín hiệu

+ Cảm biến quang thu phát riêng: Cảm biến quang thu phát riêng, Lọai nàyled hồng ngọai phát và led hồng ngọai thu được đặt riêng biệt ở hai phía đốixứng,khi có vật thể đi qua giữa hai led làm gián đọan ánh sáng, led phát khôngnhận được ánh sáng sẽ tác động out tín hiệu

+ Cảm biến quang phản xạ qua gương: Cảm biến quang thu phát quagương,led phát sẽ phát tia hồng ngọai vào gương phản xạ, ở trạng thái không cóvật thể đi vào vùng tia thì ánh sáng sẽ được gương phản xạ về led thu, khi có vậtthể đi vào vùng phát tia sẽ làm gián đọan tia sáng về led thu, lúc này led thukhông còn nhận được ánh sáng nữa sẽ kích họat transistor out tín hiệu

- Ưu điểm của từng loại cảm biến quang:

Cảm biến quang nhìn chung luôn có nhiều ưu điểm hơn so với các loại cảmbiến khác( cảm biến từ, cảm biến điện dung ….)

Cảm biến quang không tiếp xúc trực tiếp với vật cần phát hiện cho nên tuổithọ, độ bền sẽ cao hơn

Khoảng cách phát hiện của Cảm biến quang khá xa, việc này cũng giúp ítkhông nhỏ cho việc thiết kế cũng như lắp đặt

Một ưu thế không thể bỏ qua của cảm biến quang đó là phát hiện hầu hếtcác loại vật thể, vật chất

+ Cảm biến quang thu phát chung: Cảm biến quang loại thu phát chung dễdàng trong việc thiết kế và lắp đặt vì chỉ cần một vị trí Do có một thiết bị nênviệc đấu dây cho hệ thống cũng dễ dàng hơn Cảm biến quang thu phát chungdùng để kiểm tra sản phẩm có ngã đổ hoặc có đủ bộ phận chưa ( ví dụ: chai cóngã trên băng truyền hay không, đã có nắp chai hay chưa) trong phạm vi hẹp

Ngoài ra, cảm biến quang thu phát chung còn được sừ dụng phổ biến trong việcxác định vị trí vật thể trong các băng chuyền tự động…

+ Cảm biến quang thu phát riêng: Có khoảng cách phát hiện xa nhất trongcác loại cảm biến quang Loại này có thể hoạt động trong những môi trườngkhắc nghiệt (như bụi, ẩm, độ nhiễu cao,….) Cảm biến quang thu phát riêng pháthiện chính xác vị trí vật thể, độ tin cậy cao Cảm biến quang thu phát riêng thíchhợp cho các ứng dụng cần độ chính xác cao, môi trường làm việc khắc nghiệt vàkhoảng cách xa Cảm biến này thường được sử dụng để phát hiện xe trong cácbãi giữ xe, rửa xe Cảm biến quang thu phát riêng còn được ứng dụng làmsensor an toàn cho các máy kéo sợi, máy dệt …

+ Cảm biến quang phản xạ qua gương: Cảm biến loại này lắp đặt dễ dàng,

có khả năng điều chỉnh, định vị đơn giản hơn so với các loại cảm biến quangkhác Cảm biến quang phản xạ qua gương luôn là lựa chọn thích hợp và tối ưucho khách hàng Đây là loại cảm biến quang có công dụng lớn và độ tin cậy cao.Cảm biến này thường được dùng để phát hiện người và vật đi qua cửa ( giới hạn

ở khoảng cách 5m nếu muốn xa hơn có thể dùng loại thu phát riêng), xác định vịtrí vật thể trên các băng tải, đếm sản phẩm…

Hình 2.15: Cảm biến quang thực tế

Qua phân tích và so sánh các loại cảm biến, em nhận thấy để phát hiệnđược vị trí của vật thì tùy từng hệ thống, từng vật thể mà ta chọn những loại cảmbiến khác nhau Ví dụ như với ô tô, tay máy ta có thể sử dụng công tắc hànhtrình, với các vật thể như piston, sắt thép ta có thể sử dụng cảm biến điện dung,với những vật thể dễ vỡ, mềm, dễ hỏng như gốm sứ, giấy, thức ăn ta có thể sửdụng cảm biến quang… Trong hệ thống này em sẽ sử dụng con cảm biến quangE3F10C4 để phát hiện vật di chuyển qua băng chuyền Cảm biến này có dải điện

áp từ 6V-36V Cảm biến này có 3 chân ra, chân xanh là chân âm ký hiệu BU,chân nâu là chân dương ký hiệu BN, chân đen là chân tín hiệu ký hiệu BK đểtiện cho việc kết nối với các thiết bị phần cứng khác Cảm biến này rất thuậntiện trong việc đấu nối, cố định vị trí và giá thành lại khá hợp lý nên phù hợp với

mô hình đồ án của em

Hình 2.16: Cảm biến quang E3F10C4 sử dụng trong mô hình

2.4 Băng chuyền phân loại sản phẩm

2.4.1 Giới thiệu chung

Băng tải thường được dùng để di chuyển các vật liệu đơn giản và vật liệurời theo phương ngang và phương nghiêng Trong các dây chuyền sản xuất, cácthiết bị này được sử dụng rộng rãi như những phương tiện để vận chuyến các cơcấu nhẹ, trong các xưởng luyện kim dùng đề vận chuyển quặng, than đá, các loại

xỉ lò trên các trạm thủy điện thì dùng vận chuyển nhiên liệu

Trên các kho bãi thì dùng để vận chuyển các loại hàng bưu kiện, vật liệuhạt hoặc 1 số sản phẩm khác Trong 1 số ngành công nghiệp nhẹ, công nghiệpthực phẩm, hóa chất thì dùng để vận chuyển các sản phẩm đã hoàn thành vàchưa hoàn thành giữa các công đoạn, các phân xưởng, đồng thời cũng dùng đểloại bỏ các sản phẩm không dùng được

2.4.2 Ưu điểm của băng tải

Cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo cáchướng nằm ngang, nằm nghiêng hoặc kết họp giữa nằm ngang với nằm nghiêng

Vốn đầu tư không lớn lắm, có thể tự động được, vận hành đơn giản, bảodưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, năng suất cao và tiêu hao năng lượng so vớimáy vận chuyển khác không lớn lắm.

2.4.3 Cấu tạo chung của băng tải

Hình 2.17: Cấu tạo chung của băng tải

1.Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật

2.Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo

3.Bộ phận căng, tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo

4.Hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ ) làm phần trượt cho bộ phận kéo và cácyếu tố làm việc

Loại băng tải Tải trọng Phạm vi ứng dụng

Băng tải dây đai < 50 kg

Vận chuyển từng chi tiết giữa các nguyên công hoặc vận chuyển thùng chứa trong gia công cơ và lắp ráp

Băng tải lá 25 125 kg

Vận chuyển chi tiết trên vệ tinh trong gia công chuẩn bị phôi và trong lắp ráp

Băng tải thanh đây 50 250 kg

Vận chuyển các chi tiết lớn giữa các bộ phận trên khoảng cách

>50m

Băng tải con lăn 30 500 kg

Vận chuyển chi tiết trên các vệ tinhgiữa các nguyên công với khoảng cách <50m

Bảng 2.1: Các loại băng tải

Các loại băng tải xích, băng tải con lăn có ưu điểm là độ ổn định cao khivận chuyển Tuy nhiên chúng đòi hỏi kết cấu cơ khí phức tạp, đòi hỏi độ chínhxác cao, giá thành khá đắt.

Băng tải dạng cào: sử dụng để thu dọn phoi vụn năng suất của băng tải loạinày có thể đạt 1,5 tấn/h và tốc độ chuyển động là 0,2m/s Chiều dài của băng tải

là không hạn chế trong phạm vi kéo là 10 kN

Băng tải xoắn vít: có 2 kiểu cấu tạo :

+ Băng tải 1 buồng xoắn: Băng tải 1 buồng xoắn được dùng để thu dọnphoi vụn Năng suất băng tải loại này đạt 4 tấn/h với chiều dài 80cm

+ Băng tải 2 buồng xoắn: có 2 buồng xoắn song song với nhau, 1 có chiềuxoắn phải, 1 có chiều xoắn trái Chuyển động xoay vào nhau của các buồngxoắn được thực hiện nhờ 1 tốc độ phân phối chuyển động

Cả 2 loại băng tải buồng xoắn đều được đặt dưới máng bằng thép hoặcbằng xi măng

- Cấu tạo, nguyên lý làm việc, phân loại động cơ điện 1 chiều

- Cấu tạo, nguyên lý làm việc, phân loại và ưu nhược điểm của các loạicảm biến phổ biến Lựa chọn cảm biến quang E3F10C4 phù hợp với mô hìnhphần cứng

- Cấu tạo băng tải và 1 số loại băng tải phổ biến

Chương 3 GIỚI THIỆU CARD dSPACE1104 VÀ CÁC PHẦN MỀM LẬP TRÌNH 3.1 Card dSPACE1104

Để thực hiện được các thuật toán phức tạp trong các hệ thống sản xuất hiệnđại, linh hoạt, các nhà sản xuất phải tự động hoá quá trình thiết kế, rút ngắn thờigian thử nghiệm, nhanh chóng đưa thiết bị vào sản xuất và đảm bảo tối ưu chấtlượng sản phẩm Điều này chỉ có được với sự trợ giúp của máy tính, qua cácbước sau:

- Trong giai đoạn phân tích: Mô phỏng thường được sử dụng để phân tíchđối tượng, phục vụ cho việc thiết kế hệ thống Cho phép giảm chi phí trong quátrình nghiên cứu khi chuẩn bị cho một sản phẩm mới Đặc điểm của mô phỏng

là máy tính cần có đủ thời gian cần thiết để tính toán tiến trình của hệ thống Với

mô hình đơn giản, kết quả tính toán nhanh và mô hình mô phỏng phản ánh đượcđặc điểm động học của đối tượng Tuy nhiên, với mô hình phức tạp thì việc tínhtoán mất nhiều thời gian hơn

- Sau khi đã qua giai đoạn phân tích: Kiểm tra bộ điều chỉnh thiết kế để tìm

ra thông số tối ưu trước khi đem đi sản xuất mạch cứng Vì vậy, cần phải nối đốitượng thực với bộ điều chỉnh được mô phỏng bằng thời gian thực Đặc điểmchính của mô phỏng thời gian thực là quá trình mô phỏng phải diễn ra nhanhnhư hệ thống thực đang chạy, do đó nó cho phép ta kết hợp mô phỏng và đốitượng thực

- Khi bộ điều khiển đã được mô phỏng: Để có thể điều khiển được đốitượng thực, ta bắt đầu sản xuất bộ điều chỉnh thực Bước thử nghiệm cuối cùng,

ta nối bộ điều chỉnh thực với mô hình của đối tượng (được mô phỏng bằng thờigian thực) để đảm bảo chắc chắn rằng bộ điều chỉnh không còn lỗi có thể dẫnđến phá hỏng đối tượng thực, kỹ thuật này được gọi là mô phỏng có phần cứngtrong mạch vòng

Trong cả hai công đoạn trên thì mô phỏng thời gian thực là rất cần thiết.Tốc độ tính toán yêu cầu cho mô phỏng thời gian thực phụ thuộc vào đặc điểm

của mô hình được mô phỏng Với những mô hình phức tạp, số lượng phép tínhlớn thì thời gian mô phỏng là vấn đề cần được quan tâm.

DS1104 là Card điều khiển số do hãng dSPACE của Đức sản xuất dựa trên

bộ xử lý tín hiệu số DSP (Digital Signal Processor) dấu phẩy động point) thế hệ thứ ba, họ TMS320Cxx của hãng Texas Instruments (Mỹ) DS1104được thiết kế đặc biệt để phát triển các bộ điều khiển số đa biến tốc độ cao và

(floating-mô phỏng thời gian thực Nó thường được dùng trong các lĩnh vực sau:

- Robot

- Các cơ cấu chấp hành bằng điện và thuỷ lực

- Điều khiển servo các truyền động ổ đĩa (disk drive)

- Điều khiển truyền động điện

- Điều khiển các phương tiện cơ giới

(incremental sensor) làm cho DS1104 trở thành một giải pháp bo mạch đơn lýtưởng cho một dải rộng các bài toán điều khiển số DS1104 là Card được thiết

kế theo chuẩn PC/AT, do đó nó có thể cắm vào máy tính qua cổng mở rộng ISA

Nó cũng có thể gắn vào hộp mở rộng dSPACE giao tiếp với máy tính Hình 3.1

là hình dáng bên ngoài của DS1104

3.2 Cấu trúc phần cứng của DSPACE1104

Hình 3.2: Sơ đồ khối cấu trúc bên trong card dSPACE1104

Card dSPACE1104 được nối vào cổng PCI của máy tính sau đó nối cápvào ra tín hiệu vào đầu nối của card, đầu nối này gồm 100 chân, cáp nối gồm

100 chân và chia làm 2 port (P1A, P1B)

Hình 3.3: Cấu trúc rãnh cắm của card dSPACE1104

Hình 3.4: Tên các chân của DS1104 trên P1A

Bảng 3.5: Tên các chân của DS1104 trên P1B

Các thành phần vào ra của dSPACE1104 bao gồm: MASTER PPC vàSLAVE DSP F240

 MASTER PPC bao gồm

Hình 3.6: Các thành phần master ppc của card dSPACE1104

Trong đó ADC có thang đo điện áp từ -10V -> +10V và bộ này có 4 bộDS1104ADC_Cx, x=5,6,7,8 MUX ADC có 4 kênh là: 1,2,3,4 có 8 đầu ra DAC

có dải điện áp là -10V… +10V

Các đường vào ra số: MASTER BIT IN và MASTER BIT OUT làDS1104BIT_IN_Cx: x = 0-19 (20 bit) và DS1104BIT_OUT_Cx: x = 0-19 (20bit) vì đây là đường vào ra số nên khi chọn làm địa chỉ vào thì thôi địa chỉ ra vàngược lại Ngoài ra còn có bộ đếm xung encorder, bộ ngắt phần cứng, cài đặtvào ra số đồng bộ, các truyền thông nối tiếp…các địa chỉ phần cứng này đượcqui định trên hình P1A,P1B