Thiết bị có thể giúp rút ngắn thời gian, bánh được tráng liên tục, năng suất tăng, chất lượng sản phẩm ổn định, đồng thời còn làm tăng giá trị thẩm mỹ của bánh tráng rế thành phẩm cũng n
Trang 1LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY LÀM BÁNH TRANG RẾ
CẢI TIẾN
Sinh viên thực hiện: Cán bộ hướng dẫn:
Trang 2CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
ii
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Cần thơ, ngày……tháng……năm 2015 ………
Trang 3NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1
Cần thơ, ngày……tháng……năm 2015 ………
Trang 4CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
iv
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 2
Cần thơ, ngày……tháng……năm 2015 ………
Trang 5LỜI CAM ĐOAN
Hiện nay, nhu cầu tiêu dùng bánh tráng rế ngày càng tăng không chỉ trong nước
mà còn ngoài nước Chính vì thế, nhiều loại máy làm bánh tráng rế cũng ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu đó Tuy nhiên, hiện nay máy nướng bánh tráng rế có trên thị trường
có giá thành khá cao nên đề tài„ Thiết kế và chế tạo máy bánh tráng rế cải tiến‟ với
mong muốn là thiết kế và chế tạo ra máy bánh tráng rế có giá thành thấp mà năng suất không thua kém với các thiết bị có trên thị trường, để từ đó có thể đưa sản phẩm tới các
cơ sở sản xuất vừa và nhỏ Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài này để làm luận văn tốt nghiệp cho mình
Trong quá trình thực hiện đề tài, có thể còn nhiều thiếu sót do kiến thức hạn chế nhưng những nội dung trình bày trong quyển báo cáo này là những hiểu biết và thành
quả của chúng tôi đạt được dưới sự hướng dẫn của Ths.Nguyễn Văn Mướt và Ks.Trần
Lê Trung Chánh Chúng tôi xin cam đoan rằng, những nội dung trình bày trong quyển
báo cáo luận văn tốt nghiệp này không phải là bản sao chép từ bất kỳ công trình đã có trước đây Nếu không đúng sự thật, tôi xin chịu mọi trách nhiệm trước nhà trường
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2015
Nhóm sinh viên thực hiện Trần Minh Thuận 1111131 Trần Văn Triều 1111138
Trang 6CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
vi
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp, chúng em luôn nhận được sự quan tâm động viên và giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, người thân và bạn bè Chúng em luôn trân trọng những giây phút được sống và học tập cùng với các bạn trong lớp Cơ điện tử k37, được sự chỉ dạy tận tình và truyền đạt những kiến thức quý báu của các thầy cô
Với lòng biết ơn sâu sắc, chúng em xin chân thành biết ơn đến:
Gia đình đặc biệt là cha mẹ đã bỏ ra vô vàng công sức để nuôi nấng, dạy dỗ, không quản khó nhọc, vất vả để đưa chúng em bước vào ngôi trường Đại học thực hiện ước mơ
Ths.Nguyễn Văn Mướt Và Ks.Trần Lê Trung Chánh, Người đã tận tình
hướng chúng em trong suốt thời gian thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp này
Thầy cố vấn học tập Trần Nhựt Thanh đã giảng dạy, giúp đỡ và định hướng trong suốt quá trình học tập
Mặc dù rất bận rộn trong công việc nhưng các thầy vẫn dành rất nhiều thời gian
và tâm huyết trong việc hướng dẫn chúng em, các thầy cũng đã cung cấp cho chúng em rất nhiều hiểu biết trong nhiều lĩnh vực, cũng như những ý kiến đóng góp rất sâu sắc Sau hơn 4 tháng thực hiện đề tài, đến nay chúng em đã hoàn thành, có thể nói đề tài này như là một bước ngoặt trong thời gian học tập tại trường Đại học Cần Thơ, dù chúng em đã cố gắng nỗ lực để hoàn thành luận văn một cách hoàn thiện nhất nhưng
do thời gian và trình độ có hạn nên không tránh khỏi nhiều thiếu sót và hạn chế Vì vậy, chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn Cuối cùng, một lần nữa chúng em xin gửi đến cha mẹ, quý thầy cô, anh chị và tất
cả bạn bè lời cảm ơn và lời chúc sức khỏe chân thành nhất!
Xin trân trọng cảm ơn
Trần Minh Thuận Trần Văn Triều
Trang 7MỤC LỤC
MỤC LỤC vii
DANH MỤC HÌNH ix
DANH MỤC BIỂU BẢNG x
KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT xi
TÓM TẮT 1
ABSTRACT 2
Chương 1 TỔNG QUAN 3
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 3
1.2 LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 5
1.3 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI 8
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8
1.5 CẤU TRÚC BÀI BÁO CÁO 9
Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10
2.1 PHẦN CƠ KHÍ 10
2.1.1 Cơ cấu tay quay con trượt: 10
2.1.2 Động cơ điện 11
2.1.2.1 Động cơ điện một chiều 12
2.1.2.2 Động cơ điện xoay chiều: 14
2.1.3 Truyền động đai 16
2.1.4 Truyền động xích 20
2.2 PHẦN MẠCH ĐIỆN 24
2.2.1 Nguồn điện 24
2.2.2 PLC 24
Chương 3 NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 33
3.1 PHẦN CƠ KHÍ CHI TIẾT 33
3.1.1 Tính toán động học tay quay con trượt (cơ cấu rải bột) 33
3.1.2 Tính toán truyền động đai 36
Trang 8CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
viii
3.1.4 Thiết kế đĩa chiên và mâm xoay 43
3.1.5 Khung máy 45
3.1.6 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu đốt nóng 46
3.1.7 Thiết kế bộ phận bôi dầu 49
3.1.8 Hình thiết kế 3D hoàn chỉnh 50
3.1.9 Hình ảnh thực tế 51
3.2 ĐIỀU KHIỂN 53
3.2.1 Lưu đồ điều khiển 53
3.2.2 Mạch điều khiển tốc độ động cơ 55
3.3 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 57
3.3.1 Phần cơ khí 57
3.3.2 Kết quả 58
Chương 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61
4.1 KẾT LUẬN 61
4.2 KIẾN NGHỊ 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
PHỤ LỤC 3
Trang 9DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1.1 Bánh tráng rế 3
Hình 1.1.2 Sản xuất bánh tráng rế bằng thủ công 4
Hình 1.1.3 Máy nướng bánh tráng rế thủ công 7
Hình 1.1.4 Máy bánh tráng rế 7
Hình 2.1.1 Cơ cấu tay quay con trượt chính tâm 10
Hình 2.1.2 Cơ cấu tay quay con trượt lệch tâm 11
Hình 2.1.3 Phân loại động cơ điện 12
Hình 2.1.4 Bộ truyền động đai 17
Hình 2.1.5 Bộ truyền xích 20
Hình 2.2.1 Input và Output 25
Hình 2.2.2 Các phần tử cơ bản của PLC 26
Hình 2.2.3 Cách đấu dây PLC S7200 29
Hình 3.1.1 Cơ cấu rải bột 33
Hình 3.1.2 sơ đồ truyền động đai 36
Hình 3.1.3 Bộ truyền động đai 36
Hình 3.1.4 Sơ đồ truyền động xích 39
Hình 3.1.5 Bộ truyền xích mâm xoay đĩa chiêng 41
Hình 3.1.6 Đĩa chiên bánh 43
Hình 3.1.7 Mâm xoay lớn 44
Hình 3.1.8 Khung máy 3D 45
Hình 3.1.9 Đầu đốt gas mini 47
Hình 3.1.10 Hệ thống đường gas 48
Hình 3.1.11 Cơ cấu bôi dầu 49
Hình 3.1.12 Hình 3D hoàn chỉnh 1 50
Hình 3.1.13 Hình 3D hoàn chỉnh 2 50
Hình 3.1.14 Đĩa chiên bánh 51
Hình 3.1.15 Khung máy 51
Hình 3.1.16 Máy bánh tráng rế hoàn chỉnh 52
Hình 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển tốc độ motor DC 55
Hình 3.3.1 Bánh tráng rế làm thủ công bên trái và làm bằng máy bên phải 58
Hình 3.3.2 Bánh tráng rế thành phẩm 1 59
Hình 3.3.3 Bánh tráng rế thành phẩm 2 59
Trang 10CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
x
DANH MỤC BIỂU BẢNG
Bảng 2.1: Mô tả Thông số các loại CPU 30
Bảng 3.1: Bảng thông số đĩa chiên bánh 44
Bảng 3.2 Bảng thông số mâm xoay 45
Bảng 3.3: Bảng thông số khung máy 46
Bảng 3.1.1: Kết quả thực nghiệm 60
Trang 11KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
AC: Alternating Current
CPU: Central Processing Unit
DC: Direct Current
FBD: Function Block Diagram
LPG: Liqid Petrolium gas
LAD: Ladder Logic
PLC: Programmable Logic Controllers
STL: Statement List
Trang 12CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
1
TÓM TẮT
Thực tế cho thấy nhu cầu tiêu thụ bánh tráng rế ngày càng tăng trong và ngoài nước Trong khi đó giá thành của các loại máy này vẫn còn khá cao Vì thế , đề tài nhằm mục đích nghiên cứu thiết kế, chế tạo và tiến đến cải tiến lại máy làm bánh tráng rế sẵn có trên thị trường, để đưa sản phẩm đến tay người tiêu dùng với giá thành hợp lý nhất và năng suất cao
Để thực hiện đề tài nhóm đã chọn sắt V30 Thái Nguyên làm vật liệu chính để thiết kế chế tạo phần cơ khí như: khung máy Sử dụng gas làm nhiên liệu cung cấp nguồn nhiệt cho sáu đầu đốt gas mini, cơ cấu tay quay con trượt để tạo hình dạng bánh và rế bánh Bên cạnh đó nhóm chọn PLC làm điều khiển chính cho hệ thống cụ thể là PLC S7200 của hãng Siemens
Sau một thời gian nghiên cứu và chế tạo, kết quả là nhóm đã chế tạo thành công máy làm bánh tráng rế và rế được bánh như mong muốn Bánh làm ra đạt độ đồng đều cao với năng suất đạt được là 504 bánh/giờ, giúp tiết kiệm được chi phí, thời gian và công sức cho người lao động Qua đó, nhóm mong muốn đưa sản phẩm đến tay người tiêu dùng khắp cả nước
Từ khóa: Bánh tráng rế, chả giò rế
Trang 13ABSTRACT
Nowadays, the demand of “bánh tráng rế” is increasing rapidly in both domestic and foreign markets So, there are many kinds of machines produced for making this cake However, the selling price of the cake making machines is still rather high on the market Therefore, we decide to choose the research “Designing, manufacturing and improving machine in making “bánh tráng rế” Hopefully, we can design and produce a machine that its selling price is more reasonable and its productivity is high as the previous machines
To implement the thesis, our group choose Thai Nguyen V30 iron as the main material
in designing and manufacturing the mechanic such as: engine frame Also, Gas is used
as fuel which provides the source of fire for six mini gas burner heads; “tay quay con trƣợt” is used to make the shape of „„bánh tráng rế‟‟Besides, PLC works as main control of the whole system, especially PLC S7200 of Siemens
After a researching period of the machine, we have reached the goal The better machine with high improvement is made Thus, we hope that this product will be delivered to all customers in the country
Key word: „„Bánh tráng rế‟‟, “chả giò rế”
Trang 14CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
Đặt điểm hình dạng bánh tráng rế: Bánh có dạng hình tròn đường kính từ 160 -
220 (mm), độ dày bánh khoảng 0,5 - 0,7 (mm) Trên bề mặt bánh có vân đan xen nhau được làm từ hỗn hợp bột gạo, bột mì tinh, nếp, muối, đường, nước và các chất phụ gia
Hình 1.1.1 Bánh tráng rế Nghề làm Bánh tráng rế ở nước ta nói chung và ở huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang nói riêng đã có từ rất lâu đời và đã phát triển mạnh trong hơn mười năm trở lại đây Sản phẩm bánh tráng rế không chỉ đáp ứng trong thị trường nội địa mà cả xuất khẩu Vì vậy, nguồn ngoại tệ mang lại cho mặt hàng này là không nhỏ Thế nhưng, hiện nay vẫn còn khá nhiều các cơ sở sản xuất bánh tráng rế ở Cái Bè, tỉnh Tiền Giang có quy mô
Trang 15vừa và nhỏ chưa xây dựng được thương hiệu cho mình Đây cũng chính là nguyên nhân khiến các làng nghề của họ phát triển thiếu ổn định và khả năng cạnh tranh với các mặt hàng cùng loại nhất là thị trường nước ngoài là chưa cao
Do còn sản xuất theo công nghệ thủ công, bánh tráng rế được sản xuất bằng cách dùng một lon nhỏ có chứa hỗn hợp bột, mặt đáy lon này có đục các lổ nhỏ phân bố theo một quy luật nhất định Một người thợ làm bánh có thể đứng được ba chảo làm bánh (khoảng 6 cái bánh/phút), thợ làm bánh cầm lon bột rê đều tay để cho bột chảy thành nhiều sợi nhỏ xuống chảo nóng có bôi mỡ để làm chín bánh, ban đầu cho cổ tay chuyển động tròn theo viền bánh để tạo biên dạng tròn cho bánh, sau đó cho cổ tay chuyển động lon rắc bột theo quỹ đạo hình xoắn ốc từ ngoài vào trong tạo nên vân bánh Sau khi bánh chín người thợ lấy bánh ra đồng thời bôi mở lên chảo và tiếp tục rê bột công việc cứ lặp đi lặp lại trong thời gian làm bánh như hình ảnh minh họa (hình 1.1.2)
Hình 1.1.2 Sản xuất bánh tráng rế bằng thủ công (Hình được chụp ở cơ sở sản xuất bánh tráng rế của ông Nhân, Cái bè-Tiền Giang) Tuy nhiên, để làm được bánh tròn đều thì cũng đòi hỏi sự khéo tay và kinh nghiệm của người thợ Với phương pháp thủ công trên thì có những ưu nhược điểm như sau:
Ưu điểm :
+ Thiết bị sản xuất đơn giản chỉ cần : lon có đục lỗ, chảo, bếp lò
Trang 16CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
5
Khuyết điểm :
+ Với dụng cụ và động tác trên thì năng suất sẽ thấp
+ Độ đồng đều và chất lượng bánh tráng rế không ổn định, mà phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề người công nhân
+ Điều kiện làm việc cực nhọc và vất vả (chuyển động cơ bắp nhiều, làm trong môi trường nhiệt độ cao)
+ Không đảm bảo tiêu chuẩn hợp vệ sinh thực phẩm trong quá trình sản xuất
công Cần tạo ra một thiết bị làm máy bánh tráng rế để có thể giải quyết những khó khăn trên
1.2 LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
Vào năm 2002, bà Nguyễn Thị Thu Ba đã nghiên cứu chế tạo thành công thiết bị tráng bánh tráng rế Thiết bị tráng bánh tráng rế được thiết kế có cấu tạo gồm một mâm tráng hình tròn bằng thép không gỉ có đường kính Φ 700mm, dày 10mm sao cho có thể đặt được trong cùng một lần tráng được 5-7 cái bánh tráng rế Mâm tráng có thể quay nhờ một trục quay đặt đồng tâm với mâm tráng, tốc độ quay của mâm tráng được điều chỉnh bởi vận tốc của motor.[7]
Nhờ mâm tráng quay nên việc tráng bánh được thực hiện liên tục Mâm tráng được làm nóng với nhiệt độ ổn định bằng một hộp nhiệt có cấu tạo kín và cách nhiệt nhằm tránh hao mòn nhiên liệu Đường kính của mâm được tính toán vừa đủ cho một chu kỳ bắt đầu tráng bánh đến khi bánh đủ chín lấy ra khỏi bếp Vật liệu mâm dẫn nhiệt thích hợp, không làm cho bánh bị dính dễ gây ra phế phẩm
Việc tráng bánh trên mâm tráng được thực hiện sao cho khi bột được rưới vào từng vị trí tráng bánh trên mâm tráng từ trái qua phải theo chiều quay của mâm, thời gian một vòng quay của mâm tráng vừa đủ để rưới bột vào từng vị trí tráng bánh và vừa đủ làm
Trang 17cho bánh chín lần lượt (bánh đạt độ khô nhất định), ngay bên cạnh vị trí của bánh đã chín (chuẩn bị được lấy ra khỏi mâm tráng) luôn luôn là một vị trí trống và tiếp theo là một vị trí mới đang được rưới bột Do việc tráng bánh được thực hiện liên tục không bị gián đoạn và mỗi mẻ được 5-7 cái bánh, nên năng suất tăng lên 4-5 cái/phút so với 2-3 cái/phút của phương pháp sản xuất thủ công Thiết bị mới đã được đưa vào áp dụng trong sản xuất với quy mô công nghiệp tại Xí nghiệp Chế biến hàng xuất khẩu Cầu Tre, góp phần giúp cho xí nghiệp giải quyết được nhu cầu xuất khẩu bánh tráng rế và các sản phẩm bánh tráng rế cho khách hàng ngày càng tăng Thiết bị có thể giúp rút ngắn thời gian, bánh được tráng liên tục, năng suất tăng, chất lượng sản phẩm ổn định, đồng thời còn làm tăng giá trị thẩm mỹ của bánh tráng rế thành phẩm cũng như bảo đảm vệ sinh an toàn thực phẩm.[7]
Ở trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh cũng cho ra các dòng sản phẩm làm bánh tráng rế:
động theo quỹ đạo cong nhờ cơ cấu tay quay con trượt, dưới đáy lon được đục một hàng lỗ theo đường thẳng đi qua tâm Đĩa tráng bánh chuyển động tròn, bánh được làm chín nhờ điện trở hoặc gas bố trí phía dưới mỗi đĩa tráng bánh.[8]
Vân bánh hình thành nhờ hai chuyển động kết hợp với nhau: chuyển động theo quỹ đạo cong của lon bột do cơ cấu tay quay con trượt tạo nên, và chuyển động quay tròn của đĩa tráng Vân bánh và đường kính bánh có thể điều chỉnh nhờ thay đổi khoảng cách từ tâm lon bột so với tâm đĩa tráng bánh Thiết bị tráng bánh có độ ổn định và năng suất gấp đôi tráng thủ công
Thứ hai, thiết bị tráng rế thủ công Có hai dòng máy: thứ nhất, máy gồm 8 đĩa chiên sử dụng điện trở nhiệt để đốt nóng, máy cần hai người thợ tráng bánh và thiết bị thứ hai máy có 4 đĩa chiên cũng sử dụng điện trở nhiệt để đốt nóng, có một người thợ tráng bánh (hình 1.1.3) Thiết bị một phần giải quyết được vấn đề là giúp người thợ hạn chế tối đa sức nóng nhờ sử dụng điện trở nhiệt để đốt chín bánh thay cho việc dùng gas hoặc than Tuy nhiên năng suất vẫn chưa tăng do vẫn còn sản xuất thủ công.[9]
Trang 18CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
7
Hình 1.1.3 Máy nướng bánh tráng rế thủ công[9]
Vào tháng 5/2011 tại trường Đại học Cần Thơ đã có luận văn “Thiết kế và chế
tạo máy nướng bánh tráng rế” do anh Nguyễn Hoàng Vinh và Lê Quốc Vinh Em
thuộc bộ môn cơ khí chế tạo máy, dưới sự hướng dẫn của thầy ThS Võ Thành Bắc đã hoàn thành luận văn Thiết bị làm bánh tráng rế gồm có 4 đĩa chiên bánh dày 20mm sử dụng phối hợp hai chuyển động quay là chuyển động tròn của đĩa chiên và chuyển động elip của cơ cấu rải bột (cơ cấu tay quay con trượt) để tạo hình dạng bánh tráng (hình 1.1.4)
Hình 1.1.4 Máy bánh tráng rế [2]
Trang 19Máy đã một phần thay thế được công sức lao động của con người, nhờ đó mà người thợ không cần phải ngồi rê bột để làm bánh như trước nữa Họ chỉ cần bôi dầu
và lấy bánh ra từ đó đem lại năng suất cao và chất lượng sản phẩm được cải thiện, đảm bảo độ đồng đều hơn so với lao động bằng thủ công Tuy nhiên, máy vẫn còn vài nhược điểm đó là bánh vẫn còn đùn ở giữa và người thợ làm bánh phải bôi dầu liên tục
và tiếp xúc với môi trường làm việc nóng
1.3 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI
- Thiết kế và chế tạo ra máy làm bánh tráng rế
- Cải tiến thêm so với đề tài trước (đề tài “Thiết kế và chế tạo máy nướng bánh
tráng rế” do anh Nguyễn Hoàng Vinh và Lê Quốc Vinh Em) ở khâu bôi dầu tự
động, tăng số đĩa chiên từ 4 lên 6 đĩa, giảm bề dày đĩa chiên để từ đó có thể cải thiện năng suất, cải thiện lượng đốt gas
- Chế tạo ra máy làm bánh tráng rế có giá thành thấp hơn so với các thiết bị hiện
có trên thị trường (các cơ cấu cơ khí, board điều khiển)
- Giảm số lượng công nhân đứng máy, giảm bớt lượng sức nóng cho người thợ làm bánh
- Hướng tới năng suất làm bánh tráng rế của máy cao hơn đề tài trước (hơn 600 bánh/giờ)
- Sau khi hoàn thành máy sẽ được đi vào sản xuất trên khắp cả nước đặc biệt là ở tỉnh Tiền Giang
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Từ những thực trạng, tìm hiểu và vận dụng các lý thuyết để đưa ra các giải pháp hợp lý, khảo sát và tìm kiếm các vật liệu thiết kế để từ đó lựa chọn vật liệu phù hợp
Trang 20CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
9
Áp dụng lý thuyết và thực nghiệm nghiên cứu các cơ cấu chuyển động, thiết bị điều khiển và hệ thống cung cấp nhiệt Từ đó lựa chọn các kết cấu cơ khí, board mạch phù hợp, thiết kế hệ thống kết cấu cơ khí và bộ điều khiển tối ưu cho mục tiêu nghiên cứu
1.5 CẤU TRÚC BÀI BÁO CÁO
Phần còn lại của báo cáo được trình bày như sau: Chương 2 trình bày về cơ sở lí thuyết của đề tài; Chương 3 là nội dung và kết quả nghiên cứu; Chương 4 là kết luận và kiến nghị
Trang 21CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 PHẦN CƠ KHÍ
2.1.1 Cơ cấu tay quay con trượt:
Định nghĩa: Cơ cấu tay quay con trượt là biến thể của cơ cấu 4 khâu bản lề phẳng, gồm 4 khâu được nối động với nhau bằng 4 khớp
- 4 khâu phẳng: 1- tay quay; 2 - thanh truyền; 3 - con trượt; 4 - giá đỡ
- 4 khớp: 3 khớp bản lề A, B, C và 1 khớp tịnh tiến D
Phân loại: có 2 loại là cơ cấu tay quay con trượt đồng tâm(hay chính tâm) và cơ cấu tay quay con trượt lệch tâm
- Thứ nhất, Cơ cấu tay quay con trượt đồng tâm(hay chính tâm): phương chuyển
động của con trượt đi qua tâm A (hình 2.1.1)
Hình 2.1.1 Cơ cấu tay quay con trượt chính tâm [6]
- Thứ hai, Cơ cấu tay quay con trượt lệch tâm: phương chuyển động của con trượt
không đi qua tâm A (hình 2.1.2)
A
B
C
D
Trang 22CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
11
Hình 2.1.2 Cơ cấu tay quay con trượt lệch tâm [6]
Nguyên lý hoạt động: Tay quay AB làm thanh dẫn (chuyển động tròn) làm thanh truyền BC chuyển động song phẳng và con trợt C chuyển động tịnh tiến trong rảnh trượt D
2.1.2 Động cơ điện
Động cơ điện là thiết bị điện cơ học giúp chuyển điện năng thành cơ năng và được dùng rộng rải để như làm quay bánh công tác của bơm, quạt hoặc quạt đẩy, chạy máy nén, nâng vật liệu Các động cơ điện được sử dụng trong dân dụng (máy xay, khoan, quạt gió) và trong công nghiệp Đôi khi động cơ điện được gọi là “sức ngựa” của ngành công nghiệp vì ước tính, động cơ sử dụng khoảng 70% của toàn bộ tải điện trong ngành công nghiệp
Phân loại động cơ điện:
Trang 23Hình 2.1.3 Phân loại động cơ điện[13]
Đại cương về động cơ điện một chiều:
Động cơ điện một chiều được dùng rất phổ biến trong công nghiệp, giao thông vận tải
và nói chung ở những thiết bị cần điều chỉnh tốc độ quay liên tục trong một phạm vi rộng ( máy cán thép, máy công cụ lớn, đầu máy điện)
Động cơ điện một chiều được phân loại theo cách kích thích từ, thành kích thích từ độc lập, kích thích song song, kích thích nối tiếp và kích thích hỗn hợp Cần chú ý rằng ở động cơ kích thích độc lập Iư = I; ở động cơ kích thích song song và kích thích hỗn hợp
I = Iư + It; ở động cơ kích thích nối tiếp I = Iư = It [1]
Với Iư- dòng điện phản ứng (A)
Mở máy động cơ điện một chiều:
Động cơ điện
Động cơ xoay chiều(AC)
Động cơ một chiều (DC)
đồng bộ
Trang 24CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
13
Để mở máy động cơ điện một chiều được tốt, ta phải thực hiện được những yêu cầu sau:
máy, nghĩa là đạt được tốt độ quy định trong thời gian ngắn nhất
- Dòng điện mở máy Ik phải được hạn chế đến mức nhỏ nhất để tránh cho dây quấn khỏi bị cháy hoặc ảnh hưởng xấu đến đổi chiều
Trong khuôn khổ yêu cầu trên, người ta áp dụng ba phương pháp sau đây:
- Mở máy trực tiếp (U = Uđm)
- Mở máy nhờ biến trở
- Mở máy bằng điện áp thấp (U < Uđm)
Với Uđm- điện thế định mức
trước khi đóng động cơ vào nguồn điện, biến trở điều chỉnh dòng điện kích thích phải ở
vị trí ứng với trị số nhỏ nhất để sau khi đóng cầu dao động cơ được kích thích tới mức tối đa và mômen ứng với mỗi trị số của dòng điện luôn luôn lớn nhất Hơn nữa phải
cơ không quay được, do đó Eư = 0 ( Eư- điện áp phản ứng ) và dòng điện sẽ rất lớn làm cháy vành góp và dây quấn
Khi mở máy, chiều quay của động cơ điện một chiều phụ thuộc vào chiều của mômen
Để thay đổi chiều của mômen có thể dùng hai phương pháp, hoặc đổi chiều dòng điện trong phần ứng hoặc đổi chiều từ thông, cụ thể là đổi chiều dòng điện kích thích
Đặc tính của động cơ điện một chiều:
Tùy theo cách kích thích từ, động cơ điện một chiều có những tính năng khác nhau biểu diễn bằng các đặc tính làm việc, đặc tính động cơ Trong các đặc tính đó, quan trọng nhất là đặt tính cơ biểu thị quan hệ giữa tốc độ quay và mômen n = f(M).[1] Động cơ một chiều (DC) là động cơ sử dụng dòng điện một chiều để làm việc (có thể mắt song song, nối tiếp hoặc mắc hỗn hợp), hoặc dùng dòng điện một chiều điều chỉnh được (hệ thống máy phát- động cơ) Dùng động cơ điện một chiều đảm bảo khởi
Trang 25động êm, hãm và đổi chiều dễ dàng Nhờ những ưu điểm trên, động cơ điện một chiều được dùng rộng rải trong các thiết bị vận chuyển bằng điện, thang máy, máy trụ
Động cơ điện một chiều gồm ba thành phần chính sau:
- Cực từ: tương tác giữa hai từ trường tạo ra sự quay trong động cơ một chiều Động cơ một chiều có các cực từ đứng yên và phần ứng (đặt trên các ổ đỡ) quay trong không gian giữa các cực từ Một động cơ một chiều đơn giản có hai cực từ: cực bắc và cực nam Các đường sức từ chạy theo khoảng mở từ cực bắc tới cực nam Với những động
cơ phức tạp và lớn hơn, có một hoặc một vài nam châm điện Những nam châm này được cấp điện từ bên ngoài và đóng vai trò hình thành cấc trúc từ trường
- Phần ứng: khi có dòng điện đi qua, phần ứng sẽ trở thành một nam châm điện Phần ứng có dạng hình trụ, được nối với trục ra để kéo tải với động cơ một chiều nhỏ, phần ứng quay trong từ trường do các cực tạo ra, cho đến khi cực bắc và cực nam của nam châm hoán đổi vị trí tương ứng với góc quay của phần ứng Khi sự hoán đổi hoàn tất, dòng điện đảo chiều để xoay chiều các cực bắc và nam của phần ứng
- Cổ góp: Bộ phận này thường có ở động cơ một chiều Cổ góp có tác dụng đảo chiều
của dòng điện trong phần ứng Cổ góp cũng hỗ trợ sự truyền điện giữa phần ứng và nguồn
Động cơ xoay chiều (AC) sử dụng dòng điện đổi chiều theo chu kỳ Một động cơ xoay chiều có hai phần điện cơ bản: một “stato” và một “rotor” Stato là bộ phận đứng yên và rôto là bộ phận quay, làm quay trục của động cơ Ưu điểm chính của động cơ một chiều so với động cơ xoay chiều là dễ điều khiển tốc độ hơn động cơ xoay chiều
Bù lại, động cơ xoay chiều có thể được lắp thêm bộ điều khiển biến đổi tần số, tuy nhiên dù thiết bị này giúp cải thiện việc điều khiển tốc độ nhưng chất lượng điện lại giảm Động cơ cảm ứng (còn gọi là động cơ không đồng bộ hoặc dị bộ) là động cơ phổ biến nhất trong công nghiệp vì sự chắc chắn và ít yêu cầu về bảo trì hơn Động cơ cảm ứng xoay chiều rẻ tiền hơn động cơ một chiều có cùng công suất và có hệ số tỷ lệ công suất: trọng lượng cao (gấp đôi tỷ lệ công suất trọng lượng của động cơ một chiều)
Trang 26CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
15
Khi mắc động cơ vào mạng điện xoay chiều, từ trường quay do stato gây ra làm cho rôto quay trên trục Chuyển động quay của rôto được trục máy truyền ra ngoài và được sử dụng để vận hành các máy công cụ hoặc các cơ cấu chuyển động khác
Phân loại động cơ điện xoay chiều:
Động cơ đồng bộ [10]: là động cơ xoay chiều, hoạt động ở tốc độ không đổi xác định bởi tần số của hệ thống Động cơ loại này cần có dòng điện một chiều (DC) để kích thích và có mômen khởi động thấp Vì vậy, động cơ đồng bộ thích hợp với các thiết bị ứng dụng khởi động ở mức tải thấp như máy nén khí, tần số thay đổi hay máy phát điện
Các thành phần chính của động cơ đồng bộ bao gồm:
+ Rotor: sự khác nhau chủ yếu giữa động cơ đồng bộ và không đồng bộ là rôto của động cơ đồng bộ quay với tốc độ bằng tốc độ của từ trường quay Được như vậy là vì
từ trường của rôto không còn tính cảm Rôto có thể được lắp các nam châm vĩnh cửu hoặc các dòng kích từ một chiều bị giới hạn ở một vị trí nhất định khi xung đối với các
từ trường khác
+ Stato: tạo ra từ trường quay tỉ lệ với tần số cung cấp
Tốc độ quay của roto được tính theo phương trình sau:
n
f
120Trong đó: f là tần số dòng điện xoay chiều (Hz)
v là vận tốc rotor đơn vị rpm
n là số cực từ
Động cơ không đồng bộ: là động cơ rất thông dụng, được sử dụng cho các thiết
bị khác nhau trong công nghiệp Sở dĩ loại động cơ này thông dụng như vậy vì chúng
có thiết kế đơn giản, rẻ tiền và dễ bảo trì, có thể nối trực tiếp với nguồn xoay chiều Các bộ phận một động cơ không đồng bộ:
- Rotor: động cơ không đồng bộ sử dụng hai loại rotor
+ Rotor lồng sóc bao gồm những thanh dẫn dày đặt tại các rãnh song song Đầu các thanh này được nối vào vòng đoản mạch
Trang 27+ Một rotor quấn dây có ba pha, hai lớp, cuộn dây quấn Rôto được quấn nhiều cực như là stato Ba pha được nối dây bên trong và các đầu dây này được nối vào vành trượt treo trên một trục có các chổi than
- Stato được ghép từ các vòng dập định hình với các rãnh để chứa các cuộn dây
ba pha Chúng được quấn cho một số cực nhất định Bố trí trong gian của những cuộn
Phân loại động cơ không đồng bộ:
- Động cơ không đồng bộ một pha Chỉ có một cuộn dây stato, hoạt động bằng nguồn điện một pha, có một rôto lòng sốc và cần một thiết bị để khởi động động cơ Hiện nay, đây là một loại động cơ phổ biến nhất sử dụng trong các thiết bị tại gia đình như quạt, máy giặt, máy sấy quần áo và công suất trong khoảng 3 – 4 mã lực
- Động cơ không đồng phộ ba pha Từ trường quay do nguồn cung ba pha cân bằng sinh ra Những động cơ loại này có năng lực công suất cao hơn, có thể có rôto lồng sóc hoặc rôto dây quấn (khoảng 90% là có rotor lồng sóc), và tự khởi động Ước tính khoảng 70% động cơ trong công nghiệp thuộc loại này, chúng được sử dụng trong máy bơm, máy nén, băng tải, lưới điện công suất cao và máy mài Chúng thích hợp trong dải từ 1/3 tới hàng trăm mã lực
Nguyên lý hoạt động động cơ không đồng bộ:
Động cơ không đồng bộ hoạt động như sau: Điện được cấp vào stato sinh ta từ trường quay Từ trường chuyển động với tốc độ đồng bộ quanh rotor, tạo ra dòng điện trong rotor Dòng điện trong rotor tạo ra từ trường thứ hai, có xu hướng chống lại từ trường stato và làm rôto quay
2.1.3 Truyền động đai
Cấu tạo chính và nguyên lý làm việc của truyền động đai:
Bộ truyền đai hoạt động theo nguyên lý ma sát: công suất truyền từ bánh chủ động (1) truyền cho bánh bị động (2) nhờ vào ma sát sinh ra giữa dây đai (3) và bánh đai (1), (2)
Trang 28CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
17
Hình 2.1.4 Bộ truyền động đai [5]
Ma sát sinh ra giữa hai bề mặt xác định theo công thức: Fms = f.N
Như vậy,để có lực ma sát thì cần thiết phải có áp lực pháp tuyến Trong bộ truyền đai,
để tạo lực pháp tuyến thì phải tạo lực căng đai ban đầu, ký hiệu là F0
Ưu - nhược điểm và phạm vi sử dụng của bộ truyền đai
- Nhờ vào sự trượt trơn của đai nên đề phòng quá tải xảy ra trên động cơ
- Kết cấu và vận hành đơn giản
Nhược điểm:
- Kích thước bộ truyền đai lớn so với các bộ truyền khác
- Tỉ số truyền thay đổi do hiện tượng trượt trơn giữa đai và bánh đai( ngoại trừ đai răng)
- Tải trọng tác dụng lên trục và ổ lớn (thường gấp 2,3 lần bộ truyền bánh răng) do phải
có lực căn đai ban đầu
- Tuổi thọ của bộ truyền đai thấp (1000 - 5000 giờ)
1
2
3
Trang 29Phạm vi sử dụng:
Bộ truyền đai thường dùng để truyền công suất không quá 40-50kw, vận tốc thông thường khoảng 5-30 m/s Tỷ số truyền I của đai dệt thường không quá 5, đối với đai thang không quá 10
Các thông số hình học chính của bộ truyền đai:
Đường kính bánh đai:
- Đường kính bánh đai nhỏ d1 theo công thức 4.42[5]:
3 1
P1: Công suất trên trục dẫn (Kw)
- Đường kính bánh đai lớn d2 được tính theo công thức 4.10[5]:
2 1 .(1 )
d d u
Với u=n1/ n2: tỉ số truyền
=(0.010.02) hệ số trục
Các đường kính bánh đai d1 và d2 nên quy tròn theo tiêu chuẩn (tra bảng), thường chọn
d1 về phía tăng, d2 về phía giảm
Chiều dài đai theo công thức 4.4[5]:
Trang 30CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
19
để nối dây đai
- Đối với đai thang, vì chiều dài đai thang chọn theo tiêu chuẩn Nên ta phải tính lại
- Khoảng cách trục A càng lớn thì 1 càng lớn, tần số thay đổi ứng suất trong đai giảm
Do đó đối với đai dẹt nên lấy A2d1d2 Đối với đai thang khoảng cách trục A tối
thiểu: Amin 0.55d1d2h (h: chiều cao đai thang)
- Để hạn chế kích thước, giảm giá thành và ngăn ngừa dao động ngang của đai, đói với
đai thang cần hạn chế AAmax 2d1d2
n1, n2 là vòng quay bánh dẫn và bánh bị dẫn (vòng/phút)
Vận tốc bộ truyền đai thang không vượt quá 30m/s vì khi đó xảy ra hiện tượng dao
động xoắn, tăng lực ly tâm, nóng dây đai, giảm tuổi thọ và hiệu suất bộ truyền Vận tốc
truyền đai Đối với bộ truyền đai dẹt khi vận tốc lớn dễ hình thành các túi khí giữa bề
mặt dây đai và bánh đai
Do sự trượt đàn hồi giữa đai và bánh đai nên v1v2 và giữa chúng có liên hệ: công
thức 4.8[5]:
Trang 31Trong đó là hệ số trượt tương đối, phụ thuộc vào tải trọng, 0.01 0.02
- Tỉ số truyền của bộ truyền đai công thức 4.10[5]:
Do đó tỷ số truyền của bộ truyền đai không phải là một hằng số Tuy nhiên, vì giá trị
1
d u d
Trang 32CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
21
- Không có hiện tượng trượt như bộ truyền đai, có thể làm việc khi có quá tải đột ngột,
hiệu suất cao
- Không đòi hỏi phải căng xích, nên lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn
- Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu cùng công suất
- Góc ôm không có ý nghĩa như bộ truyền đai nên có thể truyền cho nhiều bánh xích bị dẫn
Nhược điểm:
- Bản lề xích bị mòn nên gây tải trọng động, tiếng ồn
- Có tỉ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh bị dẫn thay đổi
- Phải bôi trơn thường xuyên và phải có bánh điều chỉnh xích
- Mau bị mòn trong môi trường có nhiều bụi hoặc bôi trơn không tốt
Phạm vi sử dụng
- Truyền công suất và chuyển động giữa trục có khoảng cách xa, cho nhiều trục đồng thời trong trường hợp n < 500v/p
- Công suất truyền thông thường < 100 kW
- Tỉ số truyền < 6, hiệu suất 0,950,97
Thông số hình học bộ truyền xích
Bước xích pc : Là thông số cơ bản bộ truyền xích
- Bước xích càng lớn thì khả năng tải càng cao Đồng thời tải trọng động, va đập và tiếng ồn cũng tăng theo, nhất là khi làm việc với vận tốc cao
- Để tăng khả năng tải có thể tăng số dãy xích (xích ống con lăn) hoặc tăng chiều rộng xích (xích răng)
- Bước xích được chọn theo tiêu chuẩn
Số răng đĩa xích
- Thông thường Z1 < Z2, nếu số răng nhỏ thì xích mau bị mòn (vì góc xoay bản lề lớn) và tải trọng động cũng như va đập
- Do đó, ta hạn chế số răng nhỏ nhất Thông thường, khi v >= 2m/s thì zmin >=19, khi v
z1 = 29 - 2u
Trang 33- Để tránh tuôn xích khi xích mòn, phải hạn chế số răng lớn nhất
zmax <=100120 (xích con lăn)
zmax <= 120140 (xích răng)
- Số răng đĩa xích nên lấy theo số lẻ vì khi đó mỗi răng xích sẽ lần lượt ăn khớp với tất
cả các mắt xích, như vậy răng xích sẽ mòn đều hơn
Đường kính vòng chia
+ Vòng tròn chia: đi qua tâm bản lề xích, được xác định theo công thức 5.1[5]:
(Vì / z tương đối nhỏ nên sin /z /z)
+ Đường kính vòng ngoài đĩa xích theo công thức 5.2[5] :
- Sơ bộ, trong thực tế có thể chọn: a = (3050)pc công thức 5.4[5]
Trang 34CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
- Lực tác dụng lên đĩa xích Fr do lực vòng Ft và trọng lượng xích gây nên, được tính gần đúng theo công thức 5.19[5]:
c
t t
n – số vòng quay của đĩa xích
z – số răng của đĩa xích
Trang 352.2 PHẦN MẠCH ĐIỆN
2.2.1 Nguồn điện
Nguồn điện 24VDC
Nguồn một chiều 24V: bộ đổi nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều 24V được
sử dụng để chuyển đổi điện áp đầu vào 220V cho các thiết bị sử dụng điện 24V DC Thông số kỹ thuật:
- Nguồn 24V/6A
- Công suất ngõ ra 46W
- Có đèn Led báo mở
- Làm mát bằng không khí
- Vỏ làm bằng hợp kim nhôm chống sét, chống rỉ, tản nhiệt tốt
- Bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ ngược cực khi kích sai
Nguồn xoay chiều:
Khái niệm: Điện xoay chiều là dòng điện có chiều và cường độ biến thiên theo thời gian Dòng điện xoay chiều thường được tạo ra từ các máy điện xoay chiều hoặc được biến đổi từ nguồn điện một chiều bởi một mạch điện thường được gọi là bộ nghịch lưu dung các Thyristor
Trong mạch điện tử, song sin được dùng để ám chỉ điện xoay chiều đặt trên những linh kiện điện tử vì sóng sin là một dạng sóng tuần hoàn điều hòa
Trang 36CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
25
PLC (Programmable Logic Controllers): PLC là những bộ điều khiển lập trình được Chúng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hay trong thương mại PLC theo dõi các trạng thái ngõ vào, ra các quyết định theo chương trình định sẵn và xuất các tín hiệu điều khiển ra ngõ ra để tự động hóa quá trình (process) hay máy móc (machine)
Hình 2.2.1 Input và Output [4]
Các bộ phận chính của PLC:
Bộ xử lý trung tâm (CPU) điều hành toàn bộ hoạt động của hệ thống
RAM: chứa dữ liệu và chương trình người dùng
ROM: chứa hệ điều hành
I/O: các thanh ghi trạng thái vào và ra của PLC
Sensor: lấy thông tin đối tượng và gởi về cho CPU
Actuator: nhận tín hiệu điều khiển từ CPU và tác động đến đối tượng được điều khiển
Trang 37Hình 2.2.2 Các phần tử cơ bản của PLC [4]
- Điều khiển đèn giao thông
- Điều khiển máy đóng gói
- Điều khiển motor, trạm điều hành xe lửa
- Các dây truyền sản xuất tự động
- Rất nhiều ứng dụng khác nữa…
- Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học
- Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản
- Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp
- Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp
- Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như : máy tính , nối mạng , các Modul mở rộng
Trang 38CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
27
đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết để thực thi Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ
PLC thực chất chạy bằng mã máy với hệ thống số nhị phân, do đó tốc độ quét vòng chương trình có thể đạt đến vài phần ngàn giây, các Software dùng để lập trình PLC tích hợp cả phần biên dịch Các dòng lệnh khi lập trình chúng ta đưa từ chương trình vào thì trình biên dịch sẽ chuyển đổi sang mã máy và ghi từng bit “0” hay bit “1” lên đúng vào vị trí có địa chỉ đã được quy ước trước trong PLC lên PC được thực thi xảy ra ngược lại và trình biên dịch đã làm xong nhiệm vụ của mình trước khi trả chương trình lên Monitor
Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song:
+ Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau
+ Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu
+ Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điều khiển đồng
bộ các hoạt động trong PLC
- Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào ra thông qua Data Bus Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song
- Nếu một modul đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, nó sẽ chuyển tất
cả trạng thái đầu vào của nó vào Data Bus Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất hiện trên Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data bus Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gian hạn chế
- Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O Bên cạch đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1¸8 MHZ Xung này
Trang 39quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về địnhthời, đồng
hồ của hệ thống
Chu kỳ vòng quét CPU ở chế độ run:
đầu vào vật lý và ghi vào “vũng ảnh các đầu vào” Đây là một vùng nhớ, mỗi bit trong vùng này là “ảnh” của một đầu vào, “ảnh” được cập nhật từ trạng thái đầu vào vật lý tương ứng chính ở trong công đoạn này Về sau trong vòng quét, chương trình hiểu các giá trị đầu vào là các giá trị ảnh này, trừ những lệnh truy cập giá trị “tức khắc” (immediate) Lưu ý, các đầu vào tương tự chỉ được cập nhật như thế nếu bộ lọc tương ứng hoạt động Trong trường hợp ngược lại, chương trình sẽ đọc trực tiếp từ đầu vào tương tự vật lý mỗi khi truy cập
một cách tuần tự từ đầu tới cuối Chương trình xử lí ngắt được thực hiện không lien quan đến vòng quét mà bất cứ lúc nào xảy ra sự kiện ngắt lien quan Chỉ những lệnh
“tức khắc” mới truy cập đến các đầu vào vật lý
- Thực hiên các yêu cầu truyền thông: CPU xử lý các thông tin nhận được trên cổng truyền thông
(chỉ trong chế độ RUN) và trạng thái các module nếu có
- Cuối cùng là ghi các đầu ra: CPU ghi giá trị “vùng ảnh các đầu ra” ra các giá trị đầu ra vật lý Vùng ảnh này được cập nhật theo chương trình trong quá trình thực hiện chương trình Khi CUP chuyển từ chế đọ RUN sang chế độ STOP, các đầu ra có thể có giá trị như trong “bảng ra”, hay giữ nguyên giá trị Thông thường mặc định là các giá trị đầu ra trở về “0” Riêng các đầu ra tương tự giữ nguyên giá trị được cập nhật sau cùng [4]
PLC có rất nhiều loại như: PLC-S7200, PLC-S7300, PLC-S7400, PLC LOGO, PLC OMRON, PLC SCHNIEDER, PLC MITSUBISHI, PLC LG Tuy nhiên, trong đề tài nhóm chọn con PLC S7200 (CPU 222) của hãng Siemens làm thiết bị điều khiển
Trang 40CBHD: Ths Nguyễn Văn Mướt SVTH: Trần Minh Thuận
29
CPU 226
- Nguồn cấp cho PLC S7200: Tùy theo loại CPU mà ta cấp nguồn 24VDC hoặc 85-265VAC (hình 2.2.5)
- Hình 2.2.3 Cách đấu dây PLC S7200 [12]