Đây là đô án bên mình đã làm và duyệt gửi lên cho khóa sau tham khảo nhé đại học bách khoa hà nội đồ án rất có ích cho các bạn chuyên ngành cơ điện và chế tạo ai mà có nhu cầu thực sự gửi mail cho mình nhé hoangtue.e028gmail.com hoặc sdt 0989603200
Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Mã HP: ME4336 Thời gian thực hiện: 15 tuần; Ngày giao nhiệm vụ: …/…/20…; Mã đề: VCK06-01 Ngày hoàn thành: …/…/20 Họ tên sv:…………….………………… MSSV: ………… Mã lớp: ………… Chữ ký sv: ……… Ngày …/…/20… Ngày …/…/20… Ngày …/…/20… ĐƠN VỊ CHUYÊN MÔN NGƯỜI RA ĐỀ CB Hướng dẫn (ký, ghi rõ họ tên) (ký, ghi rõ họ tên) (ký, ghi rõ họ tên) I Nhiệm vụ thiết kế: HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM II Số liệu cho trước: Hệ thống cấp phôi tự động Nguồn lực cấp phôi đẩy phôi: Khí nén Nguồn lực quay băng tải: Động điện Chiều dài băng tải : L= 52 cm Thông số hình học phôi : Hình trụ : h1=10cm, h2=05cm, h3=03cm; d1=06cm, d2=06cm, d2=06cm Hình lập phương : h1=5cm, h2=5cm, h3=10cm Trọng lượng phôi: Pmin = 0,3Kg; Pmax = 5.5Kg Năng suất làm việc : N = 18sp/ph III Nội dung thực hiện: Tổng quan hệ thống tự động phân loại sản phẩm Tính toán thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm Tính toán hệ thống dẫn động và truyền động điện Tính toán điều khiển sơ đồ thuật toán Bản vẽ sơ đồ điện Bản vẽ sơ đồ điều khiển sơ đồ thuật toán MỤC LỤC SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 Thiết kế hệ thống điện tử Bảng phân công đầu ra: 36 SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG LỜI NÓI ĐẦU Xã hội ngày phát triển, nhu cầu vật chất tinh thần người ngày cao, toán cung – cầu nhà sản xuất tìm cách giải Tự động hóa dây chuyền sản xuất phương án tối ưu, đòi hỏi nhanh chóng, xác giảm thiểu nhân công lao động Quá trình sản xuất tự động hóa cao nâng cao suất sản xuất giảm chi phí tăng tính cạnh tranh cho doanh nghiệp Xét điều kiện cụ thể nước ta công công nghiệp hóa đại hóa sử dụng ngày nhiều thiết bị điều khiển tự động trình sản xuất, gia công, chế biến sản phẩm…Điều dẫn tới việc hình thành hệ thống sản xuất linh hoạt, cho phép tự động hóa mức độ cao sản xuất hàng loạt nhỏ loạt vừa sở sử dụng máy CNC, robot công nghiệp Trong có khâu quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng hàng hóa bán hệ thống phận loại sản phẩm Đồ án “ Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm tự động” nghiên cứu nhằm củng cố kiến thức cho sinh viên, đồng thời giúp cho học sinh sinh viên thấy mối liên hệ kiến thức học trường với ứng dụng bên thực tế Đề tài có nhiều ứng dụng quan trọng nhiều lĩnh vực vận chuyển sản phẩm, đếm sản phẩm phân loại sản phẩm Với hệ thống tự động hóa giảm thiểu nhân công kèm với giảm chi phí sản xuất Với khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, có nhiều phần em chưa nắm vững, dù tham khảo nhiều tài liệu Khi thực đồ án “THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ”, tính toán tránh thiếu sót hạn chế Kính mong bảo góp ý giúp đỡ quý thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn tới thầy cô giáo Bộ Môn Cơ sở thiết kế máy robot đặc biệt thầy TS Nguyễn Chí Hưng hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện thuận lợi cho em nhiều kiến thức quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Hoàng Trọng Tú SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Tìm hiểu chung hệ thống phân loại sản phẩm 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, việc tập trung hóa- tự động hóa công tác quản lí, giám sát điều khiển hệ thống tự động nhằm cao hiệu trình sản xuất, tránh rủi ro tiết kiệm chi phí Và hạn chế hướng tất yếu trình sản xuất tránh khỏi, thời gian với phát triển mạnh mẽ công nghệ Cùng với phát triển vượt bậc kĩ thuật vi điện tử , kĩ thuật truyền thông công nghệ phần mềm thời gian qua Và lĩnh vực điều khiển tự động đời, phát triển ngày đa đạng đáp ứng yêu cầu sống, đòi hỏi trình tự động lĩnh vực công nghiệp Chính phải lựa chọn trình điều khiển cho phù hợp với yêu cầu thực tế đặt cho ngành Đảm bảo điều kiện sở vật chất cho phép, tiết kiệm chi phí vận hành, nâng cao hiệu sản xuất, dễ dàng bảo trì sửa chữa hệ thống có cố Thực tiễn đặt để quản lí nhà máy sản xuất cách linh hoạt ổn định phù hợp nhất, tiết kiệm phải an toàn Trước thời thách thức thời đại, nhận biết nắm bắt vận dụng thành tựu cách có hiệu khoa học kĩ thuật giới nói chung kĩ thuật điều khiển tự động nói riêng Sự áp dụng kĩ thuật điều khiển tự động ứng dụng rộng rãi nghành sản xuất lớn, doanh nghiệp lớn cách nhanh chóng bên cạnh doanh nghiệp vừa nhỏ quy mô sản xuất ngược lại hoàn toàn chưa áp dụng đặc biệt khâu cân sản phẩm đóng gói bao bì, sử dụng sức người, cho suất chưa hiệu Trên sở thực tế khách quan, yêu cầu xã hội giới nước, đề tài có nhiều tiềm nghiên cứu ứng dụng khai thác cách khả thi tốt Việc ứng dụng kĩ thuật điều khiển vào “quá trình phân loại sản phẩm” thành tựu đáng kể làm thay đổi sản xuất cũ mang nhiều hạn chế Làm thay đổi cục diện công nghiệp mạnh mẽ Chính trở thành vấn đề hứng thú đầy tiềm cho chúng em tìm hiểu xây dụng thiết kế cải tiến góp phần vào hoàn thiện phát triển sâu, rộng đời sống sản xuất người 1.2 Khái niệm hệ thống phân loại sản phẩm: Hệ thống phân loại sản phẩm hệ thống điều khiển tự động bán tự động nhằm chia sản phẩm nhóm có thuộc tính với để thực đóng gói hay loại bỏ sản phẩm hỏng - Có nhiều cách phân loại hệ thống phân loại sản phẩm SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG - Ví dụ : • Dựa phương thức điều khiển chia hệ thống tự động hay bán tự động, có tham gia người hay không mức độ đến đâu, điều khiển PLC, vi xử lí • Theo màu sắc: màu sắc cảm biến màu nhận biết chuyển sang tín hiệu điện qua chuyển đổi ADC xử lí • Theo trọng lượng, hình dáng kích thước bên Ngoài nhiều cách phân loại khác tùy vào yêu cầu khác biệt phôi với 1.3 Ý nghĩa hệ thống phân loại sản phẩm người Hệ thống phân loại sản đời hình thành phát triển giai đoạn kinh tế giới nói chung đất nước đánh dấu thêm bước ngoặt quan trọng cho tiến khoa học- công nghệ kĩ thuật thực tế ứng dụng cách tốt cho mục đích cao, khó người Có tầm quan trọng ảnh hưởng lớn đến công nghiệp đặc biệt tình hình nước Việt Nam ta làm tăng nhiều mặt tốt phục vụ cho lại đáng kể cho sống phát triển kinh tế người hứa hẹn phát triển vững mạnh ổn định lâu dài Đồng thời tảng cho phát triển tập đoàn kinh tế giới Một lần khẳng định có vai trò quan trọng cho hoạt động phát triển cung cấp phân phối sản phẩm tới người cách tốt nhất, giúp đời sống người nâng cao Vấn đề số lượng chất lượng sản phẩm thay đổi đáng kể nhận thấy rõ phân hóa đa dạng mẫu mã chủng loại sản phẩm thấy rõ chất lượng ngày nâng cao đáp ứng nhu cầu sức khỏe người cách hoàn hảo Từ thay máy móc thiết bị đại, giảm thiểu lớn thời gian lao động sức tiếp cho trình sản xuất qua trình khác để tạo sản phẩm Nhận thấy mạnh công việc khó khăn phức tạp thay máy móc tự động nhiều, người cần điều khiển hệ thống, máy móc, thiết bị… buồng điều khiển riêng biệt Nhờ mà sức khỏe đời sống vật chất tinh thần ngày nâng cao cải thiện cách rõ rệt Không kể từ đời vấn đề sinh thái, ô nhiễm môi trường sống mức báo động, hay biến đổi khí hậu thiên nhiên có hình thành nhanh chóng gây hậu vô nguy hiểm Lâu dài làm cho tồn người không bền lâu Bởi vậy, hệ thống phân loại sản phẩm nói riêng nhiều hệ thống tự động khác có ý nghĩa vào kỉ Do người tác động trực tiếp tác hại hậu gây giải pháp tối ưu cho hệ thống tự động cho công việc khó khăn phức tạp nhiều nguy hiểm tiềm tàng 1.4 Các hệ thống phân loại sản phẩm thực tế SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG Hệ thống phân loại gạo theo màu sắc: Hệ thống phân loại gạo màu sắc Viện IMI phát triển vấn đề tự động nhận dạng, xử lý phân loại chế biến gạo phục vụ xuất khẩu, khả ứng dụng công nghệ quang-cơ điện tử (opto-mechatronic technology) ứng dụng cụ thể “hệ máy nhìn” đề tài đánh giá cao VICA Những năm gần đây, công nghệ quang học gắn kết với hệ thống điện tử nhanh, tạo số lượng lớn sản phẩm điện tử - máy móc, hệ thống với phận quang học “thông minh” Như biểu diễn hình 1, diện công nghệ quang học ngày rõ nét, cho phép nâng cao giá trị hiệu hệ thống, phần tử quang học kết hợp với phần tử điện tử nhúng hệ thống đem lại giải pháp cho nhiều vấn đề kỹ thuật hóc búa Dưới phân tích số kết nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật quang-cơ điện tử máy phân loại gạo theo màu sắc Viện IMI Hình Các công nghệ then chốt đóng góp vào phát triển hệ thống Hình Sơ đồ nguyên lý - cấu trúc hệ thống phân loại gạo theo màu sắc Các hệ thống phân loại hạt theo màu sắc nói chung, phân loại gạo theo màu sắc nói riêng có sơ đồ nguyên lý, cấu trúc hình Vật liệu (gạo) cấp cấp liệu rung xuống máng dẫn, ổn định quỹ đạo máng chuyển động qua vùng nhận dạng camera (CCD CMOS) Màu sắc đối tượng dịch chuyển (hạt gạo) nhận biết tức thời (xử lý thời gian thực) máy tính công nghiệp (IPC) định khả chấp nhận hạt nhận dạng, phát tín hiệu cho súng phun khí nén bắn hạt khỏi quỹ đạo dịch chuyển không đạt yêu cầu chất lượng (trong trường hợp thông qua màu sắc), ngược lại không phát tín hiệu Qua khỏi vùng nhận dạng, gạo phẩm phế phẩm phân tách chứa hai khoang chứa tách biệt Từ vào kho qua máy đóng bao Việc xử lý định SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG phép diễn 0,13 mili giây Bài toán xử lý thời gian thực đóng vai trò vô quan trọng Nó đòi hỏi hệ thống chiếu sáng phù hợp, kết cấu buồng nhận dạng chuẩn xác, cho phép phân tách ngưỡng màu tốt; hệ thống camera ghi nhận hình ảnh gần tức thời tốc độ chuyển đổi tín hiệu, tốc độ tính toán cao Độ xác kết cấu khí đóng vai trò quan trọng việc ổn định dòng liệu, giúp cho phần xử lý phải bù sai số hệ thống Bài toán tổng hợp nhiều nhiệm vụ phải giải khí xác, kỹ thuật quang điện, hệ thống điện tử điều khiển, phần mềm xử lý, điện động lực, cấu tác động nhanh, Các hệ thống khí gia công máy CNC với độ xác đến 10-3mm Nguồn sáng sử dụng đèn fluorescence tần số cao (100 kHz) Camera CCD quét dòng tính toán chọn phù hợp tốc độ, độ phân giải, độ nhạy Các van điện khí chuyên dụng có đặc tính trễ 0,7 mili giây Phần điều khiển điện tử Viện IMI thiết kế chế tạo nước Dưới sâu phân tích sở ánh sáng giới thiệu phần mềm nhận dạng thời gian thực sử dụng máy phân loại gạo ROPSOTEC 3.01A Viện IMI - số sở đảm bảo điều kiện nhận dạng Cơ sở ánh sáng vấn đề nhận dạng, phân loại hạt (nông sản) theo màu sắc Hình Yêu cầu phân loại theo màu sắc Hình ảnh chụp hạt gạo đầu vào, đầu Gạo đầu vào (đã qua công đoạn khác dây chuyền xử lý xay xát, sàng sảy, đánh bóng,…) nhận dạng xử lý loại bỏ hạt ngoại lai (hạt đỏ, vàng, bạc bụng, tạp chất) Muốn phân loại tốt, phải nhận dạng xác, định kịp thời để xử lý loại bỏ hạt ngoại lai vốn phân định theo màu sắc (hình 4) Hình quan hệ xác định thực nghiệm, qua cho phép phân định hạt ngoại lai sở lựa chọn nguồn sáng phù hợp Không cần nguồn sáng phù hợp, quan trọng khó khăn nhiều phải đảm bảo camera nhận màu sắc chuẩn xác - mấu chốt để đảm bảo chất lượng nhận dạng SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG Dưới phân tích sở ánh sáng đánh giá SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG CHƯƠNG THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG Hệ thống cấp phôi Hiện nay, trình sản xuất sản phẩm ngành công nghiệp nói chung phát triển theo xu hướng tự động hóa ngày cao Để đảm bảo trình sản xuất ổn định nhanh chóng cần thiết phải có trình cung cấp phôi xác vị trí không gian theo nhịp ( cấp lúc ) liên tục theo chu trình hoạt động dây chuyền cách tin cậy Vì vậy, trình cấp phôi yêu cầu cần thiết cần phải nghiên cứu giải hệ thống sản xuất tự động nhằm nâng cao suất lao động chất lượng sản phẩm Hệ thống cấp phôi tự động phải cung cấp phôi cách kịp thời, xác, số lượng Là cấu cấp phôi, sản phẩm vào cho băng tải, sản phẩm xuất chia đều,từng sản phẩm sản phẩm cách khoảng thời gian định cho phù hợp với suất vận tốc băng tải Đóng vài trò quan trọng cho trình bắt đầu hệ thống Căn vào hình dạng phôi người ta chia làm loại: - Loại cấp phôi dạng cuộn - Loại cấp phôi dạng dạng - Loại cấp phôi dạng rời Nhận xét: Mỗi kiểu cấp phôi mang tính đặc thù riêng thân kiểu bao hàm nhiều dạng khác Tùy theo công nghệ sản xuất mà người ta bố trí cấp phôi liên tục hay dán đoạn theo chu kì cấp phôi theo lệnh Trong đồ án em dùng hệ thống cấp phôi gián đoạn theo chu kì Mô hình thiết bị cấp phôi Băng tải SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG Đây thành phần thiếu hệ thống phân loại sản phẩm Nó có nhiệm vụ vận chuyển phôi tới vị trí thao tác, bên có trang bị hệ thống lăn Nguồn động lực băng tải đông điện: động chiều, động pha lồng sóc hay servo… tùy vào yêu cầu hệ thống Để tạo momen đủ lớn cho băng tải cần nối trục động với hộp giảm tốc tải Hai đầu băng tải có puli băng tải vòng kín quấn quanh puli Băng tải làm từ vật liệu nhiều lớp, thường hai caosu Lớp thành phần chịu kéo tạo hình cho băng tải, lớp lớp phủ Ưu điểm băng tải - Cấu tạo đơn giản, bền, có khả vận chuyển rời đơn theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng kết hợp nằm ngang với nằm nghiêng - Vốn đầu tư không lớn lắm, tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, suất cao tiêu hao lượng so với máy vận chuyển khác không lớn Các loại băng tải thị trường Khi thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển sản phẩm đến vị trí phân loại lựa chọn số loại băng tải sau: Bảng 1.1: Danh sách loại băng tải Các loại băng tải xích, băng tải lăn có ưu điểm độ ổn định cao vận chuyển.Tuy nhiên chúng đòi hỏi kết cấu khí phức tạp, đòi hỏi độ xác cao, giá thành đắt - Băng tải dạng cào: sử dụng để thu dọn phoi vụn Năng suất băng tải loại đạt 1,5 tấn/h tốc độ chuyển động 0,2m/s Chiều dài băng tải không hạn chế phạm vi kéo 10kN - Băng tải xoắn vít : có kiểu cấu tạo : + Băng tải buồng xoắn: Băng tải buồng xoắn dùng để thu dọn phoi vụn Năng suất băng tải loại đạt tấn/h với chiều dài 80cm + Băng tải buồng xoắn: có buồng xoắn song song với nhau, có chiều xoắn SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Tính toán phân lạo sản phẩm Khối phân loại sản phẩm gồm có phần: - Phần cảm biến nhận tín hiệu - Phần xilanh phân loại - Phần máng dẫn phôi 1.1 Phần cảm biến nhận tín hiệu Là cảm biến quang đặt bên cạnh băng tải Khi sản phẩm qua cảm biến tiến hành nhận biết truyền tín hiệu cho phận xử lí Trong đồ án ta chon loại cảm biến E3F-DS10C4 Khoảng cách phát khoảng 10cm với điều khiển độ nhạy cho khuếch tán - Khoảng cách phát 100 mm - Đặc tính trễ : tối đa 20% khoảng cách phát - Đầu ra: DC - dây NPN NO - Vật cảm biến nhỏ nhất: 10x10mm - Nguồn sáng : LASER - Kích thước: 22 X 70mm / 0,86 x 2,8 (D * L) SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 27 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG - Chiều dài cáp: ~ 115cm - Cung cấp điện áp: 10 – 30 VDC - Điện áp làm việc : 10 – 30 VDC - Dòng tại: 300 mA - Tần số: 500 Hz - Màu : Màu đen, vàng, xám - Thời gian đáp ứng: tối đa 2,5 ms - Nhiệt độ môi trường từ -25oc tới 55oC - Độ ẩm môi trường từ 35% tới 85% - Trọng lượng (cả vỏ) : 60 g - Chế độ ngõ ra: Chọn lựa Light-ON / Dark-ON 1.2 Phần xilanh phân loại Gồm có xilanh gắn song song với Khi có tín hiệu từ cảm biến tác động vào thiết bị điện khí nén điều khiển xilanh tiến hành phân loại sản phẩm 1.3 Máng dẫn phôi Gồm có máng song song với xếp liền Khi xilanh nhận tín hiệu phân loại nhờ van khí nén xilanh đẩy phôi chạy băng tải vào máng kết thúc trình phân loại Tính toán thiết kế điều khiển 2.1 Các thành phần a Rơ le Rơ le loại khí cụ điện dùng để tự động đóng cắt mạch điều khiển, bảo vệ điều khiển làm việc mạch điện Rơ-le phân loại theo nhiều cách khác nhau: Phân loại theo vai trò đại lượng tác động rơ le : Rơ le trung gian Rơ le thời gian Rơ le nhiệt Rơ le tốc độ… Phân loại theo nguyên lý làm việc: Rơ le điện từ Rơ le điện động Rơ le từ điện Rơ le cảm ứng Rơ le nhiệt … SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 28 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG Trong xử dụng rơ-le trung gian, rơ-le thời gian - Rơ-le trung gian Kí hiệu Rơ le trung gian loại khí cụ điện dùng lĩnh vực điều khiển tự động, cấu điện từ Rơ le trung gian đóng vai trò điều khiển trung gian thiết bị điều khiển (contactor, Rơ le thời gian … ) Nguyên lý hoạt động: Khi cuộn dây cấp điện áp, lực điện từ cuộn dây xuất lực thắng lực lò xo kéo nắp phía lõi thép mạch từ, nên tiếp điểm thường đóng mở tiếp điểm thường mở đóng lại Các gắn tiếp điểm động làm thép lò xo đồng lò xo mục đích tiếp điểm tiếp xúc với tốt Rơle trung gian dùng để truyền tín hiệu rơle bảo vệ mạch điều khiển Do số lượng tiếp điểm rơle trung gian tương đối nhiều Hình 4: Rơ-le trung gian SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 29 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG - Rơ-le thời gian Kí hiệu Rơ-le thời gian khí cụ điện dùng lĩnh vực điều khiển tự động, với vai trò điều khiển trung gian thiết bị điều khiển theo thời gian định trước Có hai loại rơ-le thời gian là: rơ-le thời gian ON DELAY, rơ-le thời gian OFF DELAY Trong đồ án ta sử dụng rơ-le thời gian ON DELAY Nguyên lý hoạt động: Khi cấp nguồn vào cuộn dây rơ le thời gian ON DELAY tiếp điểm tác động không tính thời gian chuyển đổi trạng thái tức thời ( thường đóng hở ,thường hở dống lại), tiếp điểm tác động có tính thời gian không đổi Sau khoảng thời gian định trước, tiếp điểm tác động có tính thời gian chuyển trạng thái trì trạng thái Khi ngừng cấp nguồn vào cuộn dây, tất tiếp điểm tức thời chuyển trạng thái ban đầu Hình 5: Rơ-le thời gian b Xylanh khí nén Trong hệ thống điều khiển này,phần tử khí nén dùng :xilanh tác dụng SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 30 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG hai chiều có cấu giảm chấn điều chỉnh Kí hiệu c Cảm biến quang Trong hệ thống điều khiến điện,khí nén cảm biến quang kí hiệu: d Van tiết lưu Tác dụng: điều chỉnh vận tốc xilanh thay đổi thông số van Kí hiệu e Công tắc hệ thống - Thường mở Kí hiệu SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 31 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG Thường đóng Kí hiệu Thiết kế mạch điện sử dụng phần mềm Festo Fluidsim Cách bố trí sơ đồ kí hiệu sơ đồ - Nút start để khởi động hệ thống - Nút Stop để tạm đừng hệ thống cầm thiết - K3 công tắc thường mở để nối nguồn cho dây 5, 14 - K5, K6, K15,K20 rơle tác động muộn thời gian quản lý thời gian SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 32 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG hành trình xilanh Y1,Y2,Y3 - K3, K9, K12, K17 rơle trực tiếp - Q1,Q2 cảm biến quang Nguyên lý hoạt động sơ đồ a Khối thứ : Hệ thống đẩy phôi với dây 3,4,5,6 - Khi ta bấm nút start mạch bắt đầu có điện (24v) rơle K3 điều khiển cho công tắc K3 đóng dây 5, 14 có điện Timer K5 bắt đầu chạy với khoảng thời gian 2.9s ,sau 2.9s khóa K1 đóng lại xilanh bắt đầu - Khi hết 0.4s cho hành trinh đầu timer K6 bên dây điều khiển cho khóa K6 bên dây mở để chuyển mạch cho khí nén theo chiều ngược lại trở vị trí ban đầu b Khối thứ : Hệ thống xilanh đẩy sản phẩm cao 10cm với dây 8,9,10,11,12,13 - Khi dây có điện có sản phẩm chạy qua Q1,nếu sản phẩm cao 10cm Q1 suất tín hiệu điện U K9 bên dây đóng, rơle K9 bên dây 33 SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG đóng làm cho K9 bên dây 10 đóng K12 dây 10 đóng , điều khiển xylanh Y2 đẩy sản phẩm, đồng thời làm timer K15 bắt đầu đếm thời gian sau 0.4s Sau 0.4s K15 đóng lại khóa K15 bên dây đảo chiều làm cho khí nén chạy ngược lại xylanh trở vị trí ban đầu c Khối thứ : Hệ thống xilanh đẩy sản phẩm cao 5cm với dây 14, 15,16,17,18,19 - Khi dây 14 có điện có sản phẩm chạy qua Q2,nếu sản phẩm cao 6cm Q2 suất tín hiệu điện U K11 bên dây 15 đóng, rơle K11 bên dây 14 đóng làm cho K11 bên dây 17 đóng K17 dây 17 đóng , điều khiển xylanh Y2 đẩy sản phẩm, đồng thời làm timer K20 bắt đầu đếm thời gian sau 0.4s Sau 0.4s K17 đóng lại khóa K17 bên dây 17 đảo chiều làm cho khí nén chạy ngược lại xylanh trở vị trí ban đầu SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 34 Thiết kế hệ thống điện tử SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG 35 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC Mô tả công nghệ Sản phẩm đưa đến hộp đựng sản phẩm Khi ta ấn nút Start khởi động động dẫn động cho băng tải Cứ sau 4s xylanh đẩy phôi đẩy sản phẩm vào băng tải để tiến hành phân loại.Sản phẩm băng tải gặp cảm biến quang bố trí hệ thống Nếu sản phẩm cao 10cm cảm biến đặt cao 7cm so với băng tải nhận tín hiệu , điều khiển xylanh đẩy sản phẩm xuống thùng đựng sản phẩm cao 10cm Nhấn nút Stop để dừng toàn hệ thống có cố xảy II Phân cổng vào cho PLC Có đầu vào đầu 1.Bảng phân công đầu vào: STT Địa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 Mô tả Nút Start để khởi động hệ thống Nút Stop để dừng khẩn hệ thống Tín hiệu cảm biến quang đặt cao 7cm so với băng tải Tín hiệu cảm biến quang đặt cao 4cm so với băng tải Bảng phân công đầu ra: STT Địa Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 Mô tả Điều khiển động chạy băng tải Điều khiển xylanh cấp phôi Điều khiển xylanh đẩy sản phẩm cao 10cm Điều khiển xylanh đẩy sản phẩm cao 5cm 36 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG Lưu đồ chương trình START Đ Q0.0=1 I0.0=1 ? Đ Đếm T37 S Q0.1=1 T37=T đặt? Đếm T38 S S Đ T38=T đặt? Đ Đ S I0.0=1 ? Đếm T38 S Đ Q0.2=1 Đếm T39 T39=T đặt? Q0.1=1 Đ Q0.2=0 S Đ S Q0.3=1 I0.0=1 ? Đếm T40 I0.0=1 ? Q0.0=Q0.1= Q0.2=0 T40=T đặt? Q0.3=0 END SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 37 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG Chương trình điều khiển viết dạng LAD SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 38 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG Chương trình viết dạng STL LD I0.0 O Q0.0 AN I0.1 = Q0.0 LD Q0.0 SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 39 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG AN T38 TON T37, 29 LD T37 TON T38, LD = T37 Q0.1 LD A LD OLD AN = I0.2 Q0.0 M0.0 T39 M0.0 LD M0.0 TON T39, LD = M0.0 Q0.3 LD A LD OLD AN = Q0.0 I0.3 M0.1 T40 M0.1 LD TON M0.1 T40, LD = M0.1 Q0.5 SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 40 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] H ệ thống điều khiển khí nén, PTS Nguyễn Ngọc Phương [2] Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, PGS TS Trịnh Chất- TS Lê Văn Uyển [3] Giáo trình cảm biến, Phan Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến [4] Bài giảng khí cụ điện, Võ Như Tiến, Nguyễn Văn Tấn [5] Catalog hãng FESTO [6] Một số tài liệu khác internet SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 41 [...]... -… Theo tính chất nguồn điện: - Cảm biến phát điện - Cảm biến thông số Theo phương pháp đo: - Cảm biến biến đổi trực tiếp - Cảm biến bù Trên thị trường có rất nhiều loại cảm biến khác nhau nhưng trong đồ án này em dùng cảm biến quang để phân loại sản phẩm Sản phẩm chạy trên băng truyền, kích hoạt cảm biến quang thứ nhất được phân loại là vật cao, kích hoạt cảm biến quang thứ hai là vật được phân loại. .. d=2,5cm - Gọi v 2 là vận tốc xilanh, ta chọn theo hãng FESTO Ta chọn xylanh loại DSNU-25-100 của hãng FESTO SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 26 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 1 Tính toán phân lạo sản phẩm Khối phân loại sản phẩm gồm có 3 phần: - Phần cảm biến nhận tín hiệu - Phần xilanh phân loại - Phần máng dẫn phôi 1.1 Phần cảm biến nhận tín... khí nén sẽ điều khiển các xilanh tiến hành phân loại sản phẩm 1.3 Máng dẫn phôi Gồm có 2 máng song song với nhau và xếp liền nhau Khi xilanh nhận được tín hiệu phân loại thì nhờ van khí nén xilanh đẩy phôi đang chạy trên băng tải vào các máng này và kết thúc quá trình phân loại 2 Tính toán thiết kế điều khiển 2.1 Các thành phần cơ bản a Rơ le Rơ le là một loại khí cụ điện dùng để tự động đóng cắt mạch... đảo chiều làm cho khí nén chạy ngược lại xylanh trở về vị trí ban đầu c Khối thứ 3 : Hệ thống xilanh đẩy sản phẩm cao 5cm với các dây 14, 15,16,17,18,19 - Khi dây 14 có điện khi có sản phẩm chạy qua Q2,nếu là sản phẩm cao 6cm Q2 suất ra tín hiệu điện U khi đó K11 bên dây 15 đóng, rơle K11 bên dây 14 cũng đóng sẽ làm cho K11 bên dây 17 đóng K17 ở dây 17 đóng , điều khiển xylanh Y2 đẩy sản phẩm, đồng... thống xilanh đẩy sản phẩm cao 10cm với các dây 8,9,10,11,12,13 - Khi dây 8 có điện khi có sản phẩm chạy qua Q1,nếu là sản phẩm cao 10cm Q1 suất ra tín hiệu điện U khi đó K9 bên dây 9 đóng, rơle K9 bên dây 9 33 SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG cũng đóng sẽ làm cho K9 bên dây 10 đóng K12 ở dây 10 đóng , điều khiển xylanh Y2 đẩy sản phẩm, đồng thời làm... Tính chọn chọn xylanh a Đối với xylanh phân loại sản phẩm Ta có: F ≥ Fms max Trong đó: F là lực đẩy pittong Fms max là lực ma sát lớn nhất giữa bề mặt sản phẩm và tấm băng truyền Mà Fms max = k × N max k là hệ số ma sát giữa bề mặt sản phẩm và tấm băng truyền Hệ số ma sát tĩnh giữa thép và cao su từ 0,6 -0,9 Chọn k=0,8 N max là phản lực lớn nhất giữa bề mặt sản phẩm và băng truyền N max = 55 (N) Suy... biến quang thứ hai là vật được phân loại là vật trung bình, còn sản phẩm không kích hoạt cảm biến nào thì là vật thấp Cảm biến quang sử dụng ánh sáng hồng ngoại không nhìn thấy bằng mắt thường Nó gồm một nguồn phát quang và một bộ thu quang Nguồn quang sử dụng LED hoặc LASER phát ra ánh sáng thấy hoặc không thấy tùy theo bước sóng Ở đồ án này ta sử dụng nguồn LASER Một bộ thu quang sử dụng diode hoặc... loại khí cụ điện dùng để tự động đóng cắt mạch điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện Rơ-le được phân loại theo nhiều cách khác nhau: Phân loại theo vai trò và đại lượng tác động của rơ le : Rơ le trung gian Rơ le thời gian Rơ le nhiệt Rơ le tốc độ… Phân loại theo nguyên lý làm việc: Rơ le điện từ Rơ le điện động Rơ le từ điện Rơ le cảm ứng Rơ le nhiệt … SVTH:... 0,73 s Áp suất làm việc của xilanh: 0,15-0,7 MPa Ta chọn được xilanh loại : DSNU-20-50 của hãng Festo Theo đó ta chọn được: SVTH: Hoàng Trọng Tú CN-CĐT 01 K58 20 Thiết kế hệ thống điện tử GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG Số sản phẩm tối đa trên băng tải tại thời điểm tức thời n = 3 Khoảng cách giữa các sản phẩm x = 17 cm Thời gian một sản phẩm đi hết băng tải t= 10 s Vận tốc băng tải v = 5,2 cm/s Tính... GVHD: TS NGUYỄN CHÍ HƯNG phải, 1 có chiều xoắn trái Chuyển động xoay vào nhau của các buồng xoắn 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 hoặc bằng xi măng Giới thiệu băng tải dùng trong đề tài Do băng tải dùng trong hệ thống làm nhiệm vụ vận chuyển sản phẩm nên trong đề tài tôi đã lựa chọn loại băng tải dây đai với những lý do