Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước,một trong những tiêu chí để đánh giá sự phát triển công nghiệp của mỗi quốc gia là mức độ tự động hoá trong các quá trình sản xuất.
Đồ án điều khiển Logic_Công nghệ khoan 4 lỗ Lời Nói Đầu Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước,một trong những tiêu chí để đánh giá sự phát triển công nghiệp của mỗi quốc gia là mức độ tự động hoá trong các quá trình sản xuất. Sự phát triển rất nhanh chóng của máy tính điện tử, công nghệ thông tin và những thành tựu của lý thuyết Điều khiển tự động đã làm cơ sở và hỗ trợ cho sự phát triển tương xứng của lĩnh vực tự động hoá. Nước ta mặc dù còn chậm phát triển, nhưng những năm gần đây cùng với những đòi hỏi của sản xuất cũng như sự hội nhập vào nền kinh tế thế giới thì việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật mà đặc biệt là sự tự động hoá các quá trình sản xuất đã có bước phát triển mới tạo ra sản phẩm có hàm lượng chất xám cao tiến tới hình thành một nền kinh tế tri thức. Ngày nay tự động hóa điều khiển các quá trình sản xuất đã đi sâu vào nhiều lĩnh vực,trong tất cả các khâu của quá trình sãn xuất.Một trong những ứng dụng đó mà đồ án này thiết kế là điều khiển công nghệ khoan bốn lỗ. Tự động hoá điều khiển công nghệ khoan là quá trình tạo ra một lỗ thủng trên bề mặt vật thể có kích thước chiều sâu định trước. Trong công việc thiết kế, tự động hoá điều khiển được thể hiện qua hai quá trình sau: +Tự động điều khiển công việc đưa vật thể vào vị trí định trước +Tự động đưa mũi khoan vào khoan vật thể sau đó quay về vị trí cũ để đảm bảo cho quy trình tiếp theo. Chất lượng mũi khoan và năng suất làm việc phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ điều khiển. Quá trình làm việc được thực hiện theo một trật tự logic, theo trình tự thời gian xác định do đó để điều khiển được công nghệ ta phải tổng hợp được hàm điều khiển cho hệ thống. Có rất nhiều phương pháp để tổng hợp hàm điều khiển nhưng ở đây ta sử dụng phương pháp Grafcet. Sinh viên thực hiện:Nguyễn Công Nghĩa_Lớp TĐH4 K50 1 Đồ án điều khiển Logic_Công nghệ khoan 4 lỗ MỤC LỤC Đề bài………………………………………………………………………3 ChươngI:Giới thiệu về công nghệ……………………………… 4 I)Giới thiệu chung về công nghệ khoan……………………………… .4 1)Khoan cơ khí……………………………………………………………… II)Giới thiệu sơ đồ công nghệ khoan chuyên dùng…………………… .5 III)Các thiết bị điều khiển và thiết bị chấp hành……………………… 6 1)Van phân phối điện-khí nén 7/5/2…………………………………………. 2)Xylanh kép………………………………………………………………… Chương II:Thiết kế mạch điều khiển……….…………………….9 I)Phương pháp Grafcet………………………………………………… .9 II)Lập Grafcet cho hệ thống…………………………………………… .9 1)Lập Grafcet1……………………………………………………………… 2)Chọn sơ bộ thiết bị điều khiển và chấp hành…………………………… 3)Lập Grafcet2……………………………………………………………… 4)Xác định các hàm điều khiển…………………………………………… 5)Mạch điều khiển…………………………………………………………14 III.Thuyết minh hoạt động của sơ đồ………………………………… .15 ChươngIII :Tính chọn thiết bị cho hệ thống……… ……………17 I.Thiết bị chấp hành …………………………………………………… 17 II. Thiết bị điều khiển…………………………………………………….18 III )Thiết bị bảo vệ ……………………………………………………….22 Chương IV: Lắp ráp hệ thống ………………………………… .23 I) Sơ đồ lắp ráp………………………………….……………………… 23 II)Bảng đấu dây ………… …………………………………………… .24 Tài liệu tham khảo:…………………………………………………….…28 Sinh viên thực hiện:Nguyễn Công Nghĩa_Lớp TĐH4 K50 2 Đồ án điều khiển Logic_Công nghệ khoan 4 lỗ Đề bài: I)Nhiệm vụ: thiết kế hệ thống điều khiển cho máy khoan chyên dụng có công nghệ như ở hình vẽ dưới đây: II)Nội dung: 1.Thiết kế sơ đồ nguyên lý 2)Tính chọn thiết bị điều khiển với công suất truyền động P=15 KW 3.Thiết kế sơ đồ lắp ráp III)Thuyết minh và bản vẽ: 1.Một quyển thuyết minh 2.Hai bản vẽ A 0 cho sơ đồ nguyên lí và sơ đồ lắp ráp Sinh viên thực hiện:Nguyễn Công Nghĩa_Lớp TĐH4 K50 Sơ đồ công nghệ khoan 4 lỗ CHI TIẾT m 3 Đồ án điều khiển Logic_Công nghệ khoan 4 lỗ CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ I)Giới thiệu chung về công nghệ khoan: 1)Khoan cơ khí Máy để khoan lỗ trên phôi kim loại và các vật liệu khác, MK còn khoan rộng các lỗ trên vật đúc, vật rèn, vật dập, doa, khoét, xoay, tiện rộng lỗ, cắt ren . bằng các loại dụng cụ tiêu chuẩn như mũi khoan, mũi doa,mũi khoét, vv. Khi khoan, phôi đứng yên, mũi khoan vừa quay tròn thực hiện chuyển động chính, vừa tịnh tiến đi xuống thực hiện chuyển động chạy dao. Cơ cấu chạy dao có thể bằng tay hay tự động. Độ chính xác gia công từ cấp 3 trở xuống. Có thể phân loại MK thành: máy vạn năng, máy chuyên môn hoá và máy chuyên dùng. MK vạn năng có: khoan đứng, khoan cần. MK chuyên môn hoá có: MK tổ hợp, MK tự động . MK chuyên dùng có: MK tâm, MK lỗ sâu và MK nhiều trục chính. MK còn được chia theo cách bố trí trục chính và số lượng trục như MK đứng, MK ngang, MK cần hướng kính, MK khoảng cách trục chính cố định, MK một trục chính và nhiều trục chính. HÌNH MỘT MÁY KHOAN CƠ KHÍ Sinh viên thực hiện:Nguyễn Công Nghĩa_Lớp TĐH4 K50 4 Đồ án điều khiển Logic_Công nghệ khoan 4 lỗ Cấu tạo cơ bản của một máy khoan bàn khoan di chuyển 2 chiều: 8 6 9 11 10 7 5 4 3 2 1 Thông thường,khi tiến hành khoan trên một đối tượng thì bàn khoan kẹp chặt đối tượng sẽ là phần di chuyển,mũi khoan chỉ đứng tại chỗ và di chuyển theo chiều lên_xuống mỗi khi tiến hành khoan tại một vị trí.Phương pháp này áp dụng cho các vật cần khoan có khối lượng và kích thước trung bình và nhỏ,việc di chuyển bàn khoan là thuận lợi Tuy nhiên cũng có thể có trường hợp ngược lại,đó là chính mũi khoan sẽ di chuyển đến những vị trí cần khoan lỗ,sau đó tự nó cũng thực hiện hành trình lên/xuống để khoan lỗ như như bình thường.Phương pháp này áp dụng cho những đối tượng có kích thước lớn ,cồng kềnh phức tạp việc di chuyển nó sẽ gây khó khăn đồng thời việc di chuyển mũi khoan thuận lợi hơn. II)Giới thiệu sơ đồ công nghệ khoan chuyên dùng: Với sơ đồ công nhệ khoan như trong đồ án này,yêu cầu đặt ra là khi có tín hiệu mở máy m và mạch điều khiển thì mũi khoan tiến hành khoan lần lượt bốn lỗ theo trình tự :xuống /lên – sang phải – xuống/lên - đi vào – xuống /lên – sang trái – xuống/lên - đi ra. Sinh viên thực hiện:Nguyễn Công Nghĩa_Lớp TĐH4 K50 5 1- Thân máy 2- Động cơ dẫn động trục Z 3- Vit- đai ốc bi & bàn trượt trục Z 4- Động cơ khoan 5- Bàn máy 6- Vit- đai ốc bi & bàn trượt trục Y 7- Động cơ dẫn động trục Y 8- Vit-đai ốc bi & bàn trượt trục X 9- Động cơ dẫn động trục X 10- Con lăn đỡ 11- Đế máy Đồ án điều khiển Logic_Công nghệ khoan 4 lỗ Khi tiến hành tổng hợp một hệ điều khiển theo quy trình công nghệ đã cho (có thể bằng lời nói, chữ viết, đồ thị công nghệ…) người ta biểu diễn sự hoạt động của công nghệ theo đúng tuần tự thời gian tác động của các biến vào và ảnh hưởng của nó tới các biến ra để từ đó đưa ra một quy luật điều khiển cho hệ thống. Để tổng hợp mạch điều khiển cho hệ thống ta có các phương pháp sau: +)Tổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp ma trận trạng thái. +)Tổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp hàm tác động. +)Tổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp phân tầng. +)Tổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp Grafcet. Một mạch điều khiển tổng hợp phải thoả mãn các điều kiện sau : +)Thực hiện đúng quy trình và tiến trình công nghệ đã được đặt ra. +)Có độ tin cậy điều khiển cao. +)Đảm bảo gọn nhẹ, đơn giản và thuận tiện cho việc vận hành. +)Có tính kinh tế và đáp ứng về mặt kỹ thuật. Với yêu cầu của đề tài,ta tiến bằng phương pháp Grafcet III)Các thiết bị điều khiển và thiết bị chấp hành 1)Van phân phối điện-khí nén 7/5/2(7lỗ vào/ra,5đường ống và 2trạng thái ) Đây là loại van dùng để phân phối khí nén vào xilanh mục đích đảo chiều chuyển động của Xylanh.Nguyên lí làm việc: -Nếu ta cấp điện cho van sao cho A-=1,A+=0,dưới tác dụng của cuộn hút A- kéo trục của van dịch chuyển sang trái làm cho S=E=0 S=P=1 Nếu A-=0,A+=0 => S =0,S=1:Trạng thái “0” được duy trì. Sinh viên thực hiện:Nguyễn Công Nghĩa_Lớp TĐH4 K50 m A+ A- C- C+ B+ B- A+ A+ A+ A- A- 6 Đồ án điều khiển Logic_Công nghệ khoan 4 lỗ -Nếu ta cấp điện cho van sao cho A-=0,A+=1,dưới tác dụng của cuộn hút A+ kéo trục của van dịch chuyển sang trái làm cho S=E=0 S=P=1 Van chuyển trạng thái từ “0” lên “1”. Nếu A-=0,A+=0 =>S=0, S =1:Trạng thái “1” được duy trì. Kí hiệu của van điện/khí nén 7/5/2 trên sơ đồ: Sinh viên thực hiện:Nguyễn Công Nghĩa_Lớp TĐH4 K50 7 1- Thân van 2- Hệ thống ngăn xếp E:Cửa xả A+,A-:Cửa vào,cung cấp tín hiệu điều khiển (dòng điện)vào điều khiển S,S-:Cửa ra,cung cấp tín hiệu ra(dong khí nén) P:Nguồn cung cấp khí nén . Đồ án điều khiển Logic_Công nghệ khoan 4 lỗ 2)Xylanh kép: a)Cấu tạo :gồm 2 thành phần chính +)Xylanh:là ống trụ tròn dài,làm bằng vật liệu chịu lực tốt,chứa pitton bên trong,trên thân Xylanh có 2 lỗ vào/ra của dòng khí nén để ghép nối với van điều khiển +)Pitton:Là một thanh trụ đặc làm bằng vật liệu chịu lực,đặt đồng trục với Xylanh,có thể di chuyển tịnh tiến trong Xylanh tùy thuộc áp lực dòng khí tác dụng vào má nào của Gioăng pitton b)Nguyên lí hoạt động: Nếu cho khí nén vào cửa 4 của Xylanh,dưới tác dụng của áp suất khí nén pitton chuyển động sang phải mang theo cầu Xylanh và phụ tải chuyển động sang phải Muốn đổi chiều chuyển động của Pitton ta cắt nguồn khí cấp vào cửa 4 đồng thời cấp nguồn khí vào cửa 5 thì dưới tác dụng của khí nén pitton lúc này lại chuyển động theo chiều ngược lài từ phải qua trái Xylanh kép có nhũng ưu điểm so với Xylanh đơn: +)Công suất lớn,chiều dài hành trình dài hơn(có thể lên tới 2 m) +)Điều khiển tự động bằng điện với cả 2 chiều chuyển động +)Ứng dụng trong những hệ thống nhỏ và trung bình Sinh viên thực hiện:Nguyễn Công Nghĩa_Lớp TĐH4 K50 8 Đồ án điều khiển Logic_Công nghệ khoan 4 lỗ ChươngII: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN I)Phương pháp Grafcet Công nghệ của một máy hay của một nhóm máy thường làm việc theo tuần tự thời gian từ trạng thái đầu tiên cho đến trạng thái cuối cùng theo một chu kỳ lặp đi lặp lại và để chuyển trạng thái làm việc thường có những tác nhân kích thích.Phương pháp Grafcet (Graphe Fonctionel de Commande Etape Transitions) là công cụ mô tả bằng hình học cho phép biểu diễn hoạt động của một hệ thống tuần tự là đồ hình chức năng cho phép mô tả các trạng thái làm việc (hành vi làm việc, các tác nhân kích thích) và biểu diễn quá trình điều khiển với các trạng thái chuyển biến từ trạng thái này sang trạng thái khác (hướng chuyển trạng thái). Grafcet cho một quá trình luôn là một đồ hình khép kính từ trạng thái đầu đến trạng thái cuối. II)Lập Grafcet cho hệ thống 1)Lập Grafcet1: Sinh viên thực hiện:Nguyễn Công Nghĩa_Lớp TĐH4 K50 9 Đồ án điều khiển Logic_Công nghệ khoan 4 lỗ 2)Chọn sơ bộ thiết bị điều khiển và chấp hành: _Chọn thiết bị chấp hành để điều khiển quá trình chuyển động 3 bậc tự do của máy khoan là các Xylanh kép: +)Xylanh X1điều khiển quá trình chuyển động lên/xuống của đầu mũi khoan +)Xylanh X2 điều khiển quá trình chuyển động sang phải/trái của mũi khoan +) Xylanh X3điều khiển quá trình chuyển động đi vào /ra của đầu mũi khoan Trong đó các xylanh được cấp nguồn khí nén bởi các van phân phối Điện_khí nén 7/5/2 áp suất thích hợp: _Chọn thiết bị diều khiển mạch lực: Dùng các cặp cảm biến (công tắc) hành trình :a 0 ,a 1 ,b 0 ,b 1 ,c 0 ,c 1 ,trong đó +) a 0 để điều khiển quá trình chuyển động xuống của đầu mũi khoan + )a 1 để điều khiển quá trình chuyển động lên của đầu mũi khoan +) b 0 để điều khiển quá trình chuyển động sang phải của đầu mũi khoan +) b 1 để điều khiển quá trình chuyển động sang trái của đầu mũi khoan +) c 0 để điều khiển quá trình chuyển động vào trong của đầu mũi khoan +) c 1 để điều khiển quá trình chuyển động ra ngoài của đầu mũi khoan Sinh viên thực hiện:Nguyễn Công Nghĩa_Lớp TĐH4 K50 10 [...]... Nguyn Cụng Ngha TI LIU THAM KHO 1 PGS - TS Nguyễn Trọng Thuần - Điều khiển logic và ứng dụng, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2000 2.Trịnh Đình Đề, Võ Trí An - Điều khiển tự động truyền động điện, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1986 Sinh viờn thc hin:Nguyn Cụng Ngha_Lp TH4 K50 29 ỏn iu khin Logic_Cụng ngh khoan 4 l 3 Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn - Truyền động điện,... TH4 K50 12 ỏn iu khin Logic_Cụng ngh khoan 4 l 5)Mch lc v mch iu khin: a)Mch lc vi thit b chp hnh l Xylanh khớ nộn: Sinh viờn thc hin:Nguyn Cụng Ngha_Lp TH4 K50 13 ỏn iu khin Logic_Cụng ngh khoan 4 l Sinh viờn thc hin:Nguyn Cụng Ngha_Lp TH4 K50 14 ỏn iu khin Logic_Cụng ngh khoan 4 l Sinh viờn thc hin:Nguyn Cụng Ngha_Lp TH4 K50 15 ỏn iu khin Logic_Cụng ngh khoan 4 l III.Thuyt minh hot ng ca s :... Văn Nghi Điều chỉnh tự động truyền động điện, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 5 Nguyễn Đăng Thuần, Nguyễn ý, Trịnh Đình Đề - Trang bị điện và tự động hoá các máy móc công nghiệp, Đại học Bách Khoa, Hà Nội 1971 6 Đào Trọng Trờng - Máy nâng chuyển, Đại học Bách Khoa, Hà Nội 1985 7.Giáo trình Khí cụ điện , Đại học Bách Khoa Hà Nội 1998 8 Các catalogue tra cứu thiết bị đóng cắt, điều khiển và... Logic_Cụng ngh khoan 4 l III )Thit b bo v : Rle in ỏp: Chn r le in ỏp EVR-220 ca hóng SAMWHA cú kh nng bo v in ỏp thp hoc quỏ in ỏp S tip im in ỏp bo v Cụng sut Rng Di 2 250VA 50mm 70mm 160 ữ280A Sinh viờn thc hin:Nguyn Cụng Ngha_Lp TH4 K50 23 ỏn iu khin Logic_Cụng ngh khoan 4 l Chng IV: LP RP H THNG I)S lp rỏp Sinh viờn thc hin:Nguyn Cụng Ngha_Lp TH4 K50 24 ỏn iu khin Logic_Cụng ngh khoan 4 l II)Bng... cụng ngh khoan 4 l Trong ni dung nghiờn cu ca bn ỏn ny, em ó thc hin c cỏc nhim v sau: Sinh viờn thc hin:Nguyn Cụng Ngha_Lp TH4 K50 28 ỏn iu khin Logic_Cụng ngh khoan 4 l +)Tỡm hiu cụng ngh v yờu cu i vi h thng khoan núi chung v cụng ngh khoan 4 l núi riờng +)Dựng phng phỏp Grafect tng hp v hiu chnh mch iu khin +)Thit k s nguyờn lý mch ng lc v mch iu khin h thng vi cỏc thit b iu khin v chp hnh l... 77_S2 9_2 N 11_2 N 13_2 N 27 ỏn iu khin Logic_Cụng ngh khoan 4 l a1 b1 c1 7_2 N 7_2 N 7_2 N 31_2 N 15_2 N 17_2 N LI KT Sau mt quỏ trỡnh hc tp v nghiờn cu mụ hc iu khin Logic, cựng vi s hng dn ca cụ giỏo Phan Th Huyn Chõu v s giỳp ca cỏc bn cựng nhúm v cỏc bn trong lp, em ó hon thnh cỏc nhim v c giao ca bn ỏn Thit k h thng iu khin t ng cho cụng ngh khoan 4 l Trong ni dung nghiờn cu ca bn ỏn ny, em ó... +)S3,S4,S5,S6,2Rtr,3Rtr,4Rtr,5Rtr l:3TF58(4NO-2NC) 2) Van in/khớ nộn 7/5/2 Xylanh c iu khin bi van iu khin 7/5/2 ca hóng Juliang (China) Sinh viờn thc hin:Nguyn Cụng Ngha_Lp TH4 K50 19 ỏn iu khin Logic_Cụng ngh khoan 4 l High temperature and high pressure solenoid valves : (Loi van cun hỳt dựng cho mụi trng nhit v ỏp sut cao) Thụng s k thut(Technical parameter ): Normally Closed Operating type 2/2 way Normally... Environment temperature(C) -20~60 Medium temperature(C) Model 1: 80 Model 2: 220 Inside nominal diameter 15 (mm) 20 25 32 40 Sinh viờn thc hin:Nguyn Cụng Ngha_Lp TH4 K50 50 20 ỏn iu khin Logic_Cụng ngh khoan 4 l Connection thread size 1/2 (G) 3/4 1 1-1/4 1-1/2 2 Working pressure (bar) 0~16 Voltage AC: 220V 50Hz/60Hz, DC: 24V or other Power AC: 40W, DC: 45W Operating range utility 10% voltage Valve body... Internal Thread External Dimension(mm) G H 15 1/2 148 92 20 3/4 148 92 25 1 148 110 32 1-1/4 182 120 40 1-1/2 182 140 50 2 192 162 Sinh viờn thc hin:Nguyn Cụng Ngha_Lp TH4 K50 L 21 ỏn iu khin Logic_Cụng ngh khoan 4 l 3) Cu dao CD : Chn cu dao loi 4 cc ca hóng GE (USA) vi cỏc thụng s: General characteristics MCBs and RCDs LRTM 6001 thermal magnetic MCBs from 6 A to 63 A - B and C curves RCDs AC and A types... ).f c (S5 )=S5 S5 =a 0 b1.c1.S2 S1 S5 =S1 + S6 =a 0 b 0 c1.S2 + f(S6 )=f d (S6 ).f c (S6 )=S6 S6 =a 0 b 0 c1.S2 S0 S6 =S0 Sinh viờn thc hin:Nguyn Cụng Ngha_Lp TH4 K50 11 ỏn iu khin Logic_Cụng ngh khoan 4 l 5)Hiu chnh mch iu khin: *Xỏc nh cỏc hm iu khin sau khi ó hiu chnh: T Grafcet2 sau hiu chnh,thnh lp c cỏc hm iu khin nh sau: S1+ = m +c0S6 +b1S3 +c1S4 +b 0S5 S1 =S2 f(S1 ) = f d (S1 ).f c (S1