Bài tập lớn tự động hóa Công Nghệ Vận Chuyển Sản Phẩm Sử dụng PLC S7200 CPU 224 bao gồm các phần: 1Chọn thiết bị 2.Sơ đồ đấu dây 3Grafcet 4Lập trình 5.Mạch lực Bài tập lớn tự động hóa Công Nghệ Vận Chuyển Sản Phẩm Sử dụng PLC S7200 CPU 224 bao gồm các phần: 1Chọn thiết bị 2.Sơ đồ đấu dây 3Grafcet 4Lập trình 5.Mạch lực
Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Viện Điện BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHOAN LỖ Giảng viên hướng dẫn: GV Đào Quý Thịnh Sinh viên thực hiện: Nhóm 11 Nguyễn Tuấn Anh Đỗ Hải Đăng Đinh Ngọc Dũng Nguyễn Trung Khách Nguyễn Đức Quân BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC : THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ SỐ 11 : I, Nhiệm vụ : Thiết kế hệ thống điều khiển cho công nghệ sau : II, Nội dung : Thiết kế sơ đồ nguyên lý Tính chọn mạch lực, mạch điều khiển Thiết kế sơ đồ đấu dây Mô sử dụng phần mềm Automation Studio III, Thuyết minh nộp Một thuyết minh Đĩa CD gồm file mêm báo cáo, phần mềm codo Automation Studio Thành viên nhóm 11 STT Họ tên Nguyễn Tuấn Anh Đỗ Hải Đăng Đinh Ngọc Dũng Nguyễn Trung Khách Nguyễn Đức Quân MSSV 20111130 20111394 20111267 20111677 20111990 Mục lục Lớp ĐK TĐH ĐK TĐH ĐK TĐH ĐK TĐH ĐK TĐH Khóa K56 K56 K56 K56 K56 CHƯƠNG : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ 1.1 Giới thiệu chung công nghệ khoan 1.1.1 Khoan khí Máy để khoan lỗ phôi kim loại vật liệu khác, máy khoan khoan rộng lỗ vật đúc, vật rèn , vật dập , doa, khoét , xoay, tiện, rộng lỗ, cắt ren loại dụng cụ tiêu chuẩn mũi khoan, mũi doa, mũi khoét, Khi khoan, phôi đứng yên , mũi khoan vừa quay tròn thực chuyển động chính, vừa tịnh tiến xuống thực chuyển động chạy dao Cơ cấu chạy dao tay hay tự động Độ xác gia công từ cấp trở xuống Có thể phân loại máy khoan thành: máy vạn năng, máy chuyên môn hóa máy chuyên dùng Máy khoan vạn có : khoan , khoan gần Máy khoan chuyên môn hóa có : máy khoan tổ hợp ; máy khoan tự đông Máy khoan chuyên dùng có: máy khoan tâm, máy khoan lỗ sâu máy khoan nhiều trục Máy khoan chia theo cach bố trí trục số lượng trục Máy khoan đứng , máy khoan ngang , máy khoan cần hướng kính , máy khoan khoảng cách trục cố định, máy khoan trục nhiều trục Cấu tạo máy khoan bàn khoan di chuyển chiều : Thông thường, tiến hành khoan đố tượng bàn khoan kẹp chặt đối tượng phần di chuyển , mũi khoan đứng chỗ di chuyển theo chiều lên xuống tiến hành khoan vị trí Phương pháp áp dụng cho vật cần khoan có khối lượng kích thước trung bình nhỏ, việc di chuyển bàn khoan thuận lợi Tuy nhiên có trường hợp ngược lại, đo mũi khoan di chuyển đến vị trí cần khoan lỗ, sau tự thực hành trình lên xuống để khaon lỗ bình thường Phương pháp áp dụng cho đối tượng có kích thước lớn, cồng kềnh phực tạp việc di chuyển gây khó khăn đồng thời việc di chuyển mũi khoan thuận lợi 1.1.2 Giơi thiệu sơ đồ công nghệ khoan chuyên dùng : Với sơ đồ công nghệ khoan tập lớn này, yêu cầu đặt có tín hiệu mở máy m mạch điều khiển mũi khoan tiến hành khoan bốn lỗ theo trình tự : xuống/lên – sang phải- xuống/lên – vào - xuống/lên- sang trái- xuống/lên – Đây hệ thống tuần hoàn, hết chu trình khoan chi tiết lặp lại với chi tiết Hệ thống chạy liên tục tới ấn nút stop n Khi hệ thống chạy hết quy trình thời dừng lại cuối chu trình Ta đặt tên cho quy trình sau: Quy trình Ký hiệu Đi xuống Đi lên Sang phải Sang trái Đi vào Đi A+ AB+ BC+ C- Khi tiến hành tổng hợp hệ điều khiển theo quy trình công nghệ cho (có thể lới nói, chữ viết, đồ thị công nghệ ) người ta biểu diễn hoạt động công nghệ theo thời gian tác động biến vào ảnh hưởng tới biến để tự đưa quy luật điều khiển cho hệ thống Để tổng hợp mạch điều khiển cho hệ thống ta có phương pháp sau : • Tổng hợp mạch điều khiển phương pháp ma trận trạng thái • Tổng hợp mạch điều khiển phương pháp Grafcet • Tổng hợp mạch điều khiển dựa vào lưu đồ Một mạch điều khiển tổng hợp phải thỏa mãn điều kiện sau : • Thực quy trình tiến trình công nghệ đặt • Có độ tin cậy điều khiển cao • Đảm bảo gọn nhẹ, đơn giản thuận tiên cho việc vận hành • Có tính kinh tế đáp ứng mặt kỹ thuật Với yêu cầu đề bài, ta tiến hành phương pháp Grafcet , MTTT 1.2 Các thiết bị điều khiển thiết bị chấp hành 1.2.1 Van phân phối điên- khí nén 7/5/2 (7 lỗ vào /ra, đường ống trạng thái ) Đây loại van dùng để phân phối khí nén vào xilanh mục đích đảo chiều chuyển động Xilanh Nguyên lí làm việc : Nếu ta cấp điện cho van cho A- = 1, A+= , tác dụng cuộn hút A- kéo trục van dịch chuyển sang trái làm cho Nếu A- = 0, A+= => Nếu ta cấp điện cho van cho A- = 0, A += 1, tác dụng cuộn hút A+ kéo trục vạn dịch chuyển sang trái làm cho Van chuyển trạng thái từ “0” lên “1” Nếu A- = 0, A+ = => S=0, =1; Trạng thái “1” trì 1.2.2 Xilanh kép a) Cấu tạo : Gồm thành phần Xy lanh: ống trụ tròn dài, làm vật liệu chịu lực tốt, chứa pitton bên trong, thân Xilanh có lỗi vào /ra dòng khí nén để ghép nối với van điều khiển Pitton : trụ đặc làm vật liệu chịu lực, đặt đòng trục với Xilanh, di chuyển tịnh tiến Xilanh tùy thuộc áp lực dòng tác dụng vào má pitton b)Nguyên li hoạt động : Nếu cho khí nén vào cửa Xilanh , tác dụng áp suất khí nén pitton chuyển động sang phải mang theo cầu Xilanh phụ tải chuyển động sang phải Muốn đổi chiều chuyển động Pitton ta cắt nguồn khí cấp vào cửa đồng thời cấp nguồi khí vào cửa tác dụng khí nén pitton lúc lại chuyển động theo chiều ngược lại từ phải qua trái CHƯƠNG : THIẾT KẾ MẠCH 2.1 Phương pháp Grafcet 2.1.1 Thiết lập hàm logic a) Ta lập grafcet tổng quan hệ thống sau: b) Chọn sơ thiết bị điều khiển chấp hành : Chọn thiết bị chấp hành để điều khiển trình chuyển động bậc tự máy khoan Xilanh kép : + Xilanh X1 điều khiển trình chuyển động lên/xuống đầu mũi khoan + Xilanh X2 điều khiển trình chuyển động sang phải / trái mũi khoan + Xilanh X3 điều khiển trình chuyển động vào/ra đầu mũi khoan 10 Phân cổng vào PLC: IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN Dự trữ Dự trữ a b c Dự trữ Dự trữ Dự trữ OUT0 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT X S1 (A+) S2 (A-) S3 (B+) S4 (C+) S5 (B-) S6 (C-) Dự trữ Sơ đồ ladder thay đổi: 2.2.3 Thuyết minh hoạt động sơ đồ Hoạt động hệ thống giống thiết kế grafcet Ấn nút mở máy m để bắt đầu trình làm việc, lúc cảm biến vị trí , , đóng máy vị trí chuẩn bị Cuộn hút công tắc tơ S1 có điện -> tiếp điểm S1(101-103) mạch động lực đóng lại Van khí nén V1 khởi động tác động đến Xylanh X1 để máy thực hành trình xuống A+ 38 Quá trình A+ diễn bị ngắt, trì Kết thúc trình xuống A+, tác động đóng lại (đồng thời đóng từ trước) nên S2 có điện -> tiếp điếm S2(105-107) mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hành trình xuống A- 39 Quá trình A- diễn bị ngắt, đóng Kết thúc trình lên A-, tác động đóng lại (đồng thời trì từ trước) nên S3 có điện -> tiếp điểm S3(109-111) mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hành trình sang phải B+ 40 Quá trình B+ diễn bị ngắt, đóng Kết thúc trình sang phải B+, tác động đóng lại (đồng thời đóng từ trước) nên S1 có điện -> tiếp điểm S1(101-103) mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hành trình xuống A+ lần thứ 41 Quá trình A+ lần thứ diễn bị ngắt, trì Kết thúc trình xuống A+ lần thứ 2, tác động đóng lại (đồng thời trì từ trước) nên S2 có điện -> tiếp điếm S2(105-107) mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hành trình lên A- lần thứ Quá trình lên A- lần thứ diễn bị ngắt, trì Kết thúc trình lên A- lần thứ 2, tác động đóng lại (đồng thời trì từ trước) nên S4 có điện -> tiếp điểm S4(113-115) mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hành trình vào C+ 42 Quá trình vào C+ diễn bị ngắt, đóng Kết thúc trình vào C+, tác động đóng lại (đồng thời đóng từ trước) nên S1 có điện -> tiếp điểm S1(101-103) mạch động lực đóng lại -> 43 Tác động đến Xylanh để máy thực hành trình xuống A+ lần thứ Quá trình A+ lần thứ diễn bị ngắt, trì Kết thúc trình xuống A+ lần thứ 3, tác động đóng lại (đồng thời trì từ trước) nên S2 có điện -> tiếp điếm S2(105-107) mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hành trình lên A- lần thứ 44 Quá trình lên A- lần thứ diễn bị ngắt, trì Kết thúc trình lên lần thứ A-, tác động đóng lại (đồng thời trì từ trước) nên S5 có điện -> tiếp điểm S5(117-119) mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hành trình sang trái B- 45 Quá trình sang trái B- diễn bị ngắt, đóng Kết thúc trình sang trái B-, tác động đóng lại (đồng thời đóng từ trước) nên S1 có điện -> tiếp điểm S1(101-103) mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hành trình xuống A+ lần thứ Quá trình A+ lần thứ diễn bị ngắt, trì Kết thúc trình xuống A+ lần thứ 4, tác động đóng lại (đồng thời trì từ trước) nên S2 có điện -> tiếp điếm S2(105-107) mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hành trình lên A- lần thứ 46 Quá trình lên A- lần thứ diễn bị ngắt, trì Kết thúc trình lên A- lần thứ 4, tác động đóng lại (đồng thời trì từ trước) nên S6 có điện -> tiếp điểm S6(121-123) mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hành trình từ C- 47 Quá trình C- diễn bị ngắt, đóng Kết thúc trình C-, tác động đóng lại (đồng thời đóng từ trước) nên S1 có điện -> tiếp điểm S1(101-103) mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực lặp lại toàn trình A+ lần thứ 48 49 2.2.4 Lựa chọn thiết bị, lắp đặt Thiết bị lựa chọn tương tự với hệ thống bố trí lắp đặt khác 50 Chương 3: Mô Automation Studio Tương ứng với phương pháp Grafcet ma trận trạng thái file mô sử dụng phần mềm Automation Studio Hướng dẫn khởi động hệ thống: Sau ấn nút mô ta ấn nút m để chạy ấn nút n để dừng hệ thống sau chu trình thời Hệ thống thiết kế grafcet: Trong file mô “ Nhom 11 grafcet.pr5 “ Hệ thống thiết kế ma trận trạng thái: Trong file mô “ Nhom 11 MTTT.pr5” 51 LỜI KẾT Sau trình học tập nghiên cứu môn học thiết kế hệ thống tự động hóa, với hướng dẫn thầy giáo Đào Quý Thịnh giúp đỡ bạn lớp hoạt động nhóm hiệu quả, nhóm chúng em hoàn thành nhiệm vụ giao tập lớn Trong nội dung nghiên cứu tập lớn này, nhóm em thực nhiệm vụ sau: +) Tìm hiểu công nghệ +) Dùng phương pháp Grafect ma trận trạng thái để tổng hợp hiệu chỉnh mạch điều khiển +) Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch động lực mạch điều khiển hệ thống với thiết bị điều khiển chấp hành điện điện/khí nén +) Xây dựng bảng nối dây sơ đồ lắp ráp hoàn chỉnh Trong trình thực hiện, chắn nhóm em tránh khỏi thiếu sót, nhóm em mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn để tập lớn hoàn thiện Nhóm em xin chân thành cảm ơn! 52 [...]... ( công tắc ) hành trình : a0, a1, b0, b1, c0, c1 trong đó + a0 giới hạn quá trình chuyển động xuống của đầu mũi khoan + a1 giới hạn quá trình chuyển động lên của đầu mũi khoan + b0 giới hạn quá trình chuyển động sang phải của đầu mũi khoan + b1 giới hạn quá trình chuyển động sang trái của đầu mũi khoan + c0 giới hạn quá trình chuyển động vào trong của đầu mũi khoan + c1 giới hạn quá trình chuyển động. .. phân cổng vào ra và hàm logic của các biến đầu ra 15 2.1.3 Thuyết minh hoạt động của sơ đồ: Ấn nút mở máy m để bắt đầu quá trình làm việc, lúc này cảm biến vị trí , , đã đóng do máy đang ở vị trí chuẩn bị Cuộn hút của công tắc tơ S1 có điện -> các tiếp điểm S1(101-103) trên mạch động lực đóng lại Van khí nén V1 khởi động tác động đến Xylanh X1 để máy thực hiện hành trình đi xuống A+ 16 Quá trình A+... A+, được tác động đóng lại (đồng thời và được đóng từ trước) nên S2 có điện -> các tiếp điếm S2(105-107) trên mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hiện hành trình đi xuống A- 17 Quá trình A- diễn ra thì bị ngắt, và vẫn được đóng Kết thúc quá trình đi lên A-, được tác động đóng lại (đồng thời và được duy trì từ trước) nên S3 có điện -> các tiếp điểm S3(109-111) trên mạch động lực đóng... có điện -> các tiếp điểm S4(113-115) trên mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hiện hành trình đi vào C+ 20 Quá trình đi vào C+ diễn ra thì bị ngắt, và vẫn được đóng Kết thúc quá trình đi vào C+, được tác động đóng lại (đồng thời và được đóng từ trước) nên S1 có điện -> các tiếp điểm S1(101-103) trên mạch động lực đóng lại -> 21 Tác động đến Xylanh để máy thực hiện hành trình đi... điện -> các tiếp điểm S5(117-119) trên mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hiện hành trình đi sang trái B- 23 Quá trình sang trái B- diễn ra thì bị ngắt, và vẫn được đóng Kết thúc quá trình đi sang trái B-, được tác động đóng lại (đồng thời và được đóng từ trước) nên S1 có điện -> các tiếp điểm S1(101-103) trên mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hiện hành trình... có điện -> các tiếp điểm S6(121-123) trên mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hiện hành trình đi từ trong ra C- 25 Quá trình C- diễn ra thì bị ngắt, và vẫn được đóng Kết thúc quá trình đi ra C-, được tác động đóng lại (đồng thời và được đóng từ trước) nên S1 có điện -> các tiếp điểm S1(101-103) trên mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hiện lặp lại toàn bộ... quá trình đi xuống A+ lần thứ 3, được tác động đóng lại (đồng thời và được duy trì từ trước) nên S2 có điện -> các tiếp điếm S2(105-107) trên mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hiện hành trình đi lên A- lần thứ 3 22 Quá trình đi lên A- lần thứ 3 diễn ra thì bị ngắt, và vẫn được duy trì Kết thúc quá trình đi lên lần thứ 3 A-, được tác động đóng lại (đồng thời và được duy trì từ... thúc quá trình đi xuống A+ lần thứ 2, được tác động đóng lại (đồng thời và được duy trì từ trước) nên S2 có điện -> các tiếp điếm S2(105-107) trên mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hiện hành trình đi lên A- lần thứ 2 Quá trình đi lên A- lần thứ 2 diễn ra thì bị ngắt, và vẫn được duy trì Kết thúc quá trình đi lên A- lần thứ 2, được tác động đóng lại (đồng thời và được duy trì từ... quá trình đi xuống A+ lần thứ 4, được tác động đóng lại (đồng thời và được duy trì từ trước) nên S2 có điện -> các tiếp điếm S2(105-107) trên mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hiện hành trình đi lên A- lần thứ 4 24 Quá trình đi lên A- lần thứ 4 diễn ra thì bị ngắt, và vẫn được duy trì Kết thúc quá trình đi lên A- lần thứ 4, được tác động đóng lại (đồng thời và được duy trì từ... tiếp điểm S3(109-111) trên mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hiện hành trình đi sang phải B+ 18 Quá trình B+ diễn ra thì bị ngắt, và vẫn được đóng Kết thúc quá trình đi sang phải B+, được tác động đóng lại (đồng thời và được đóng từ trước) nên S1 có điện -> các tiếp điểm S1(101-103) trên mạch động lực đóng lại -> Tác động đến Xylanh để máy thực hiện hành trình đi xuống A+ lần ... thước lớn, cồng kềnh phực tạp việc di chuyển gây khó khăn đồng thời việc di chuyển mũi khoan thuận lợi 1.1.2 Giơi thiệu sơ đồ công nghệ khoan chuyên dùng : Với sơ đồ công nghệ khoan tập lớn này,... khiển theo quy trình công nghệ cho (có thể lới nói, chữ viết, đồ thị công nghệ ) người ta biểu diễn hoạt động công nghệ theo thời gian tác động biến vào ảnh hưởng tới biến để tự đưa quy luật điều...BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC : THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ SỐ 11 : I, Nhiệm vụ : Thiết kế hệ thống điều khiển cho công nghệ sau : II, Nội dung : Thiết kế sơ