THUYẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC.

Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của nền khoa học kỹ thuật đã đem lại những lợi ích to lớn cho con người.

n Tt Nghip Thit K Mỏy Ct Thộp Tm CHNG 7: THUYT K H THNG IU KHIN PLC. 7.1. GII THIU V IU KHIN T NG BNG PLC Ngy nay vi s phỏt trin vt bc ca nn khoa hc k thut ó em li nhng li ớch to ln cho con ngi. Vic c khớ hoỏ, t ng hoỏ trong sn xut giỳp con ngi gii phúng c sc lao ng, tng nng xut v cht lng sn phm. Trong cỏc ngnh sn xut núi chung v c khớ núi riờng thỡ iu khin t ng bng PLC hin nay c s dng rng rói v khỏ hiu qu nh nhng tớnh nng ni bc ca nú: - iu khin chớnh xỏc, n nh. - B iu khin nh gn, d s dng. - Giỏ thnh khụng cao. - Thay i chng trỡnh diu khin mt cỏch d dng. 7.1.1. B iu khin PLC 7.1.1.1. S khi ca b iu khin PLC Hỡnh 7.1. S khi ca b iu khin PLC a. B x lý trung tõm - Chc nng: iu khin, tớnh toỏn v qun lý ton b hot ng ca PLC. Trong ú bao gm: + B thut toỏn, logic: X lý s liu, tớnh toỏn cỏc phộp tớnh s hc v logic + B iu khin : iu khin chun thi gian thc hin cỏc phộp tớnh. + B nh : Cỏc thanh ghi lu nhng thụng tin n vic thc thi chng trỡnh. b. B nh : Bao gm: - B nh ch c : ROM. - B nh truy cp ngu nhiờn RAM : Dnh cho ngi s dng. - B nh truy cp ngu nhiờn RAM :Lu tr thụng tin ca thit b xut nhp, chun gi n d kin v lu tr cỏc a ch vo ra. - B nh ch c cú th xoỏ - lp trỡnh li EFROM. c. Giao din xut nhp Lm tng thớch in ỏp v dũng vo ra ca thit b vi PLC. SVTH: Hong Vn Thựy Lp 03C1C Trang 97 Giao dióỷn nhỏỷp Bọỹ xổớ lờ trung tỏm Giao dióỷn xuỏỳt Bọỹ nguọửn Bọỹ nhồù Thióỳt bở lỏỷp trỗnh PLC chổồng trỗnh t / h rat / h vaỡo Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm d. Bộ nguồn Dùng để chuyển điện áp AC thành DC để cung cấp cho PLC. e. Thiết bị lập trình Là thiết bị dùng để viết chương trình và nhập chương trình vào bộ nhớ. Có thể là bàn phím bằng tay hoặc có thể lập trình trên máy tính. Ngoài ra còn có các đường dẫn để truyền tín hiệu gọi là các bit (các bộ dây dẫn hoặc mạch dẫn), bao gồm: + Bit dữ liệu: Dùng để tải các dữ liệu trong chương trình xử lý CPU. + Bit địa chỉ: Dùng để tải các địa chỉ trong CPU. + Bit điều khiển: Dùng để truyền tín hiệu điều khiển trong CPU. + Bit hệ thống: Dùng để truyền thông tin giữa các thiết bị xuất - nhập và các cổng xuất - nhập. 7.1.1.2. Lập trình các thiết bị logic chuẩn Bao gồm việc lập trình cho các thiết bị chuẩn sau: - Rơle. - Thanh ghi. - Bộ định thời. - Bộ đếm. *. Ở đây ta sử dụng bộ PLC do hãng Mitsubishi của Nhật sản xuất. a. Lập trình rơle phụ trợ.(M : M0, M500 .) b. Lập trình thanh ghi :D Việc lập trình khi sử dụng thanh ghi rất quan trọng khi xử lý số liệu được nhập từ ngoài vào. Các số liệu này được đọc - ghi và xử lý để xuất đến cổng ra. c. Lập trình bộ đếm :C Dùng để đếm các sự kiện. Việc lập trình bộ đếm được cài đặt theo giá trị cho trước. Khi nhận được số xung của tín hiệu vào thì bộ đếm sẽ vận hành các thiết bị tương ứng. d. Lập trình bộ định thời : T Dùng để định thời gian cho các xự kiện. Độ phân giải 1ms, 10ms, 100ms . SVTH: Hoàng Văn Thùy – Lớp 03C1C Trang 98 X001 X002 M100 M100 X004 X003 M101 M101 M100 M101 Y000 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm 7.1.1.3. Nội dung của một chương trình điều khiển Nội dung bao gồm: - Chương trình điều khiển chế độ hoạt động. - Lập trình theo trình tự hay logic tổ hợp. - Chương trình để kích các cổng vào ra. - Chương trình chỉ thị, chỉ báo. S- Kết thúc. a. Dạng chương trình điều khiển Thường được viết dưới 2 dạng: + Dạng câu lệnh. + Dạng Ledder (Dạng bậc thang). Ví dụ : Lệnh điều khiển dạng Ledder. Kí hiệu: b. Các lệnh cơ bản LD : Dùng để vẽ cơng tắc logic thường mở. LDI: Dùng để vẽ cơng tắc logic thường đóng. OUT: Đặt 1 rơle logic cuối dòng chương trình. AND: Đặt 1 cơng tắc logic thường mở vào sau 1 cơng tắc logic thường mở khác (nối tiếp). OR: Đặt 1 cơng tắc logic thường mở song song. ANI: Đặt 1 cơng tắc thường đóng nối tiếp. ORI: Đặt 1 cơng tắc thường đóng song song. ORB: Tạo ra nhiều nhánh song song. ANB: Tạo ra nhiều nhánh nối tiếp. SET: Dùng để đặt các tham số với giá trị 1 ở chế độ vĩnh viễn. RST: Dùng để đặt các tham số với giá trị 0 ở chế độ vĩnh viễn. MPS, MRD, MPP : Dùng để thực hiện việc rẽ nhánh ở phía phải của nhánh. CJ: Nhảy có điều kiện. SVTH: Hồng Văn Thùy – Lớp 03C1C Trang 99 t/âiãøm thỉåìng âọng. t/âiãøm thỉåìng måí. Thiãút bë nháûp. Thiãút bë xút. Thiãút bë âàc biãût. Kãút thục. END Hồûc Vê dủ : X001 Y000 X004 X003 Y001 X004 Y002 X005 END Cäøng vo n Tt Nghip Thit K Mỏy Ct Thộp Tm CALL: Khi cú 1 on chng trỡnh lp li nhiu ln thỡ dựng chng trỡnh con. (lnh gi chng trỡnh con). CMP: So sỏnh giỏ tr nhp vo b m, b nh thi vi giỏ tr ó lu trong thanh ghi. 7.2. PHN TCH V CHN PHNG N IU KHIN Mt phng ỏn ti u l phng ỏn m xột v phng din k thut vn m bo c nhng yờu cu k thut ó t ra khi thit k (lm vic n nh, hiu qu, nng xut .), v kinh t phi m bo thp nht v chi phớ ch to v trong iu kin c th cú th ỏp ng c. 7.2.1. Dựng mt cụng tc hnh trỡnh *. S : Nh hỡnh v sau: Hỡnh 7.2. Hỡnh 7.2. S o dựng mt cụng tc hnh trỡnh 1. Cụng tc hnh trỡnh. 2. Tht o. 3. Vớt hóm. 4. Phụi. *. Hot ng: Phụi (4) c b phn cp phụi a vo vi vn tc Vph khi chm cụng tc hnh trỡnh (1) s ngt in ng c cp phụi, phụi ngng chuyn ng, ng thi tớn hiu a v t cụng tc (1) qua b iu khin s tỏc ng lm u dao trờn i xung, thc hin quỏ trỡnh ct. Cụng tc (1) c gn trờn tht o (2) v cú th chuyn ng dc theo thõn tht. Ta cú th ct vi nhng cỏch L khỏc nhau bng cỏch di chuyn cụng tc (1) theo thõn tht v c nh v trớ mong mun bng vớt hóm (3). *. u, nhc im: - u: + Ch dựng 1 cụng tc hnh trỡnh, ớt tn kộm. + n gin cho b phn iu khin v cho c chng trỡnh iu khin. - Nhc: Vi mi khong cỏch L khỏc nhau ca sn phm, ta phi iu chnh (dch chuyn) cụng tỏc hnh trỡnh mt cỏch th cụng. SVTH: Hong Vn Thựy Lp 03C1C Trang 100 L v ph 1 4 2 3 Meùp cừt n Tt Nghip Thit K Mỏy Ct Thộp Tm 7.2.2. Dựng nhiu cụng tc hnh trỡnh * S : Hỡnh 7.3. Hỡnh 7.3. S o dựng nhiu cụng tc hnh trỡnh *. Hot ng: Cng dựng cụng tc hnh trỡnh nhng ln ny ta t nhiu cụng tc ni tip nhau, cỏch mi dao 1 khong L1, L2, L3, .(l nhng khong cỏch m ta cnct). Gi s ta cn ct 1 on L2, t b iu khin ta cho cụng tc 2 vo v trớ lm vic. Bõy gi mi vic li tng t nh khi dựng 1 cụng tc hnh trỡnh. Sau khi ct s lng cn ct, theo chng trỡnh ta a cụng tc 2 tr v v trớ c, v a cụng tc 3 vo v trớ lm vic (gi s ta cn ct vi di L3), v tng t cho cỏc cụng tc khỏc. - u: + Khụng cn phi iu chnh th cụng mi khi thay i chiu di cn ct. + Chng trỡnh iu khin khụng b giỏn on. - Nhc: B phn iu khin cng knh (phi thờm b phn iu khin cụng tc). SVTH: Hong Vn Thựy Lp 03C1C Trang 101 L v ph L L L L 1 3 4 5 h PLC (V) -F 1 3 4 5 2 Phọi Tờn hióỷu Bọỹ õióửu khióứn. (Nguọửn). Caùc cọng từc haỡnh trỗnh. u n Tt Nghip Thit K Mỏy Ct Thộp Tm 7.2.3. S dng cm bin hng ngoi *. S : Hỡnh 7.4. L v ph 2 5 PLC u (V) 4 -F Chuỡm tia họửng ngoaỷi 3 Hỡnh 7.4. S o dung cm bin hng ngoi 1. Cm bin phỏt. 2. Cm bin thu (cm bin nhn) 3. Tht o. 4. B iu khin. 5. Phụi. *. Hot ng: Hot ng tng t trng hp u tiờn (dựng cụng tc hnh trỡnh), ch khỏc ch khi phụi tin vo s ngn dũng ỏnh sỏng phỏt ra t cm bin phỏt, do ú cm bin thu s khụng nhn c ỏnh sỏng. iu ny s c chuyn thnh tớn hiu truyn v b PLC iu khin cỏc ng c. ct c nhng di khỏc nhau ta dch chuyn cỏc cm bin theo thõn tht c nh (2). 7.2.4. Dựng cm bin o di *. S : Hỡnh 7.5. Hỡnh 7.5. S o dung cm bin o d di 1. Bỏnh ma sat. 2. Cm bin di. 3. B iu khin. 4. Phụi. *. Hot ng: B mt bỏnh ma sat (1) ca b cm bin c ộp tip xỳc vi b mt phụi (4) v s ln khụng trt trờn b mt ny khi phụi chuyn ng i vo. Cm bin di (2) cú nhim v o di ca phụi i vo thụng qua s vũng quay hoc gúc quay c ca bỏnh ma sat, chuyn thnh tớn hiu in v truyn v b iu khin. b PLC ó c lp trỡnh sn tu theo di cn ct m iu khin chu trỡnh hot ng. SVTH: Hong Vn Thựy Lp 03C1C Trang 102 d PLC U (V) L 1 4 3 -F n Tt Nghip Thit K Mỏy Ct Thộp Tm 7.2.5. Kt lun Qua phõn tớch cỏc phng ỏn ó ra nh trờn, ta chn phng ỏn s dng cm bin o di bi cỏc u im sau: - iu khin chớnh xỏc di cn ct. - Trỏnh c va chm dn n h hng thit b nh trong trng hp nu dựng cỏc cụng tc hnh trỡnh (bng cỏch khụng t trc tip bỏnh ma sat lờn phụi m cho bỏnh ma sat tip xỳc thụng qua mt truyn gin n ni t hp gim tc, cú vn tc di ỳng bng vn tc ca phụi). *. S b trớ thit b ca phn iu khin nh sau: (Hỡnh 7.6). Hỡnh 7.6. S b trớ thit b ca phn iu khin 1. Bỏnh ma sat. 2. Cm bin di. 3, 3'. Cỏc cụng tc hnh trỡnh. 4. B /k PLC. 5. Phụi. *. Hot ng: Phụi (5) c b phn cp phụi y vo vi vn tc Vph, lm quay bỏnh ma sat (1), cm bin di (2) s m s vũng quay hoc vn tc (tu theo loi cm bin) ca (1) tớnh di phụi ó i qua. Khi ó m di cn ct ( di ny do ta lp trỡnh sn) s xut tớn hiu v b iu khin. Theo chng trỡnh ó c vit sn, b iu khin xut tớn hiu ra ngt in ng c cp phụi, khi ng phanh in t hóm ng c, ng thi iu khin u dao i xung thc hin quỏ trỡnh ct. cui hnh trỡnh dao chm cụng tc hnh trỡnh (3) v dng. Tớn hiu truyn v t cụng tc (3) lm b PLC xut tớn hiu iu khin u dao i lờn li cho n khi chm cụng tc (3') thỡ dng. Lỳc ny b PLC li bt u cho ng c b phn cp phụi hot ng y phụi vo. Chu trỡnh c tip tc nh vy cho n khi ct s lng sn phm (hoc khi thay i chiu di sn phm). SVTH: Hong Vn Thựy Lp 03C1C Trang 103 L v ph 5 PLC u (V) 4 v d H T/h vaỡo T/h ra (õióửu khióứn /C) Nguọửn 3 1 2 3 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm 7.3. CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC 7.3.1. Sơ đồ nguyên lý (Hình 7.7) Hình 7.7. Sơ đồ nguyên lý chương trình điều khiển PLC 7.3.2. Biểu đồ trạng thái (Hình 7.8) Phanh CTHT 1.0 Van p/phäúi Xilanh ÂI VÃÖ (A+) 1 0 1 0 N CTHT 1.1 (A-) 0 1 2 3 4 5=1 1.1 1.0 1 0 C/biãún 1.2 ÂC Â N K/â S Â N Â Hình 7.8. Biểu đồ trạng thái SVTH: Hoàng Văn Thùy – Lớp 03C1C Trang 104 v p 1 10 2 3 4 5 6 7 9 11 A B P T 8 A+ A- 1.0 1.1 1.2 Q2.0 Q2.2 12 Q2.4 Q2.5 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm 7.3.3. Chương trình điều khiển(Hình 7.9) END I0.0 I0.3 I0.2 F0.3 Q2.2 F0.2F0.1 F0.2 F0.2 I0.2 F0.2 I0.1 Q2.3 F0.2 I0.0 Q2.4 I0.4 F0.3 I0.4 F0.3 I0.0 Q2.0 Q2.1 F0.1F0.2 I0.1 I0.2 F0.1 F0.3 C O CU CV R (100) C 1 CU CV R (100) Hình 7.9. Chương trình điều khiển PLC SVTH: Hoàng Văn Thùy – Lớp 03C1C Trang 105 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm CHƯƠNG 8: AN TOÀN VÀ VẬN HÀNH MÁY Tuổi thọ và hiệu quả sử dụng máy phụ thuộc rất nhiều vào phương pháp sử dụng và bảo quản máy. Nếu tổ chức sử dụng và bảo quản một cách hợp lý, máy có thể làm việc được trong một thời gian dài, từ 10 15 năm, có khi đến 20 năm. Do đó, sử dụng và bảo quản máy, ngoài tính chất kỹ thuật, còn có ý nghĩa về kinh tế. Để cho máy cắt làm việc được an toàn và hiệu quả đòi hỏi những công nhân vận hành máy phải nghiên cứu kỹ về máy qua bản chỉ dẫn vận hành của máy, nghĩa là: - Biết điều khiển các chức năng của máy một cách thành thạo. - Nắm được các kiến thức cơ bản về vật liệu cắt. 8.1. TRƯỚC KHI LÀM VIỆC Trước khi làm việc người công nhân vận hành máy phải kiểm tra toàn bộ máy, tức là kiểm tra các bộ phận truyền động, có làm việc an toàn hay không. - Kiểm tra các thiết bị điều khiển, nắp đậy che chắn và đặc biệt là vấn đề bôi trơn các bộ phận ổ đỡ, rãnh trượt. - Kiểm tra hệ thống bơm dầu thuỷ lực (động cơ, dây dẫn, đồng hồ đo áp, van .) - Kiểm tra dao cắt không được mẽ, vỡ. - Ấn nút khởi động động cơ, cho cho máy chạy thử khi chưa có phôi cắt vài hành trình, kiểm tra lại dao và hệ thống thuỷ lực đã an toàn hay chưa. Khi đã đảm bảo các yêu cầu trên mới được vận hành máy. 8.2. TRONG KHI LÀM VIỆC Quá trình làm việc người công nhân đứng máy phải mang bảo hộ lao động đúng quy đinh, phải đặt phôi vào đúng vị trí trên bàn cấp phôi, phải chú ý vật liệu cắt đúng quy định cho phép mới được đưa vào cắt. Ở vị trí làm việc phải gọn gàng sạch sẽ tạo điều kiện cho việc thao tác bằng tay với sản phẩm được dễ dàng nhanh chóng và an toàn. Khi phát hiện có sự cố phải cho dừng máy, ngăt cầu dao chính của máy và báo ngay với người có trách nhiệm. 8.3. SAU KHI LÀM VIỆC Tuổi thọ của máy được kéo dài thêm và các hỏng hóc sẽ được loại trừ nhờ vào việc bảo dưỡng thường xuyên và đúng lúc. SVTH: Hoàng Văn Thùy – Lớp 03C1C Trang 106 [...]... 5.2.Bản vẽ lắp máy 74 CHƯƠNG6: THUYẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG PLC 76 6.1.Giới thiệu về điều khiển tự động bằng PLC 76 6.2 Phân tích và chọn phương án điều khiển 79 6.3.Chương trình điều khiển bằng PLC 83 CHƯƠNG7 :AN TOÀN VÀ VẬN HÀNH MÁY 85 Tài liệu tham khảo Mục lục SVTH: Hoàng Văn Thùy – Lớp 03C1C Trang 110 200 Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH: Hoàng Văn Thùy – Lớp 03C1C Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Trang 111... Lẫm) [11] Thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, tập 2 [12] Sức bền vật liệu tập 1 [13] Nguyên lý máy [14] Vẽ kĩ thuật cơ khí Tập 1 [15] Vẽ kĩ thuật cơ khí Tập 2 [16] Sổ tay thiết kế máy và chi tiết máy [17] Dung sai và lắp ghép (Ninh Đức Tốn - NXBGD) [18] Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy (Nguyễn Đắc Lộc – Lưu Văn Nhang) [19] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 [20] Sổ tay công nghệ chế tạo máy... khảo [1] Công nghệ tạo phôi (Lưu Đức Hoà) [2] Vật liệu học [3] Công nghệ Laser [4] Thiết kế chế tạo máy cán thép và các thiết bị trong nhà máy cán thép (Đỗ Hữu Nhơn) [5] Hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực (Nguyễn Ngọc Phương - Huỳnh Nguyễn Hoàng) [6] Truyền động dầu ép trong máy cắt kim loại (Nguyễn Ngọc Cẩn) [7] Nguyên lý cắt [8] Chi tiết máy tập 1 [9] Chi tiết máy tập 2 [10] Thiết kế chi tiết máy... cắt của đầu dao 3.3.Thiết kế tính toán động học toàn máy 25 3.3.1.Thiết kế động học cho bộ phận cấp phôi tự động 25 a.Phân tích chọn phương án 25 b.Sơ đồ, nguyên lý hoạt động và các thông số cơ bản 27 3.3.2.Thiết kế động học cho bộ phận kẹp phôi 28 3.3.3.Thiết kế động học cho bộ phận đỡ sản phẩm 32 CHƯƠNG4:TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ KẾT CẤU MÁY 34 4.1.Tính toán động lực học và kết cấu cho bộ phận kẹp... nghệ chế tạo máy tập 2 [21] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3 SVTH: Hoàng Văn Thùy – Lớp 03C1C Trang 108 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU: .1 CHƯƠNG1: TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU SỬ DỤNG THÉP TẤM TRONGCÔNG NGHIỆP 2 CHƯƠNG2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG NGHỆ CẮT THÉP TẤM 4 2.1.Cơ sở lý thuyết về kim loại 4 2.1.2.Lý thuyết biến dạng dẻo kim loại 4 2.1.2.Những... học và kết cấu cho bộ phận kẹp phôi 34 4.1.1.Tính toán lực kẹp phôi 34 4.1.2.Tính toán các thông số của bộ phận kẹp phôi 36 4.2.Tính toán động lực học và kết cấu cho bộ phận cắt 40 SVTH: Hoàng Văn Thùy – Lớp 03C1C Trang 109 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm 4.2.1.Tính toán Piston thuỷ lực cho bộ phận tạo lực cắt 40 4.2.2.Tính toán các thông số của lưỡi dao và bàn trượt gá dao 47 4.3.Tính toán... Nghiệp Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Nghỉ làm việc phải ngắt cầu dao điện an toàn Sau khi làm việc, phải thu gọn phôi và sản phẩm cắt đúng vào nơi quy định, lau chùi sạch dao và dầu mỡ trên bề mặt trượt Phải có chu kỳ bảo dưỡng hợp lý : xem xét- tiểu tu- trung tu- đại tu Đặt biệt khi ngừng máy để sửa chữa phải treo biển báo SVTH: Hoàng Văn Thùy – Lớp 03C1C Trang 107 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Cắt Thép... SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG NGHỆ CẮT THÉP TẤM 4 2.1.Cơ sở lý thuyết về kim loại 4 2.1.2.Lý thuyết biến dạng dẻo kim loại 4 2.1.2.Những nhân tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo vủa kim loại 7 2.2.Công nghệ cắt thép tấm 9 2.2.1.Phương pháp thủ công 9 2.2.2.Cắt bằng hồ quang điện 9 2.2.3.Cắt bằng ngọn lửa khí 9 2.2.4.Cắt bằng chùm tia Laser 10 2.2.5.Phương pháp thép tấm bằng áp lực lưỡi cắt 11 CHƯƠNG3: . 74 CHƯƠNG6: THUYẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG PLC. 76 6.1.Giới thiệu về điều khiển tự động bằng PLC. . tải các địa chỉ trong CPU. + Bit điều khiển: Dùng để truyền tín hiệu điều khiển trong CPU. + Bit hệ thống: Dùng để truyền thông tin giữa các