Thiết kế hệ tđh cho máy cắt phôi tự động
MỤC LỤC CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 1.1 Tóm tắt quy trình làm việc hệ thống - Hệ thống cho phép cắt phôi thép theo mức chiều dài khác lựa chọn nút ấn chọn chế độ Chế độ A (mode A) cho phép cắt thép chiều dài tối đa (được dịnh vị xylanh 6A1), mode B cho phép cắt chiều dài trung bình (được định vị xylanh 5A1), mode C cho phép cắt chiều dài ngắn (được định vị xylanh 4A1) - Sau chọn chế độ cắt (thông qua nút ấn Mode A, Mode B, Mode C), ấn nút Start hệ thống bắt đầu hoạt động: Xylanh chặn (4A1, 5A1 6A1 tùy theo chế độ chọn), sau băng tải hoạt động đưa phôi vào vị trí (phát cảm biến bị trí 1B1, 2B1 3B1) động băng tải ngừng, đồng thời xylanh kẹp 2A1 để kẹp phôi Sau động cắt quay xylanh 1A1 từ từ hạ lưỡi cắt xuống tiến hành cắt Khi hết hành trình 1A1 thu sau động cắt ngừng, xylanh kẹp xylanh định vị thu Sản phẩm cấu khác lấy Sau sản phẩm lấy có tính hiệu điện áp 24VDC (từ tiếp điểm K relay) Sau có tín hiệu sản phẩm đưa hệ thống tiếp tực lặp lại chu trình ấn nút Stop Để chọn chế độ hoạt động phải dùng máy sau chọn lại chế độ Từ quy trình ta thấy hệ thống có chế độ làm việc riêng biệt: chế độ lựa chọn chế độ làm việc, chế độ làm việc bình thường Ta có lưu đồ công nghệ cho trình cắt phôi tự động trên: 1.2 Lưu đồ chọn chế độ làm việc Bắt đầu Mode A = Mode B = Mode C = Ấn nút Mode A? Đúng Mode A = Sai Ấn nút Mode B? Đúng Mode B = Sai Ấn nút Mode C? Đúng Mode C = Sai Kết thúc 1.3 Lưu đồ chế độ làm việc bình thường: Bắt đầu Đúng Đúng Đúng 6A1 5A1 4A1 Đúng Đúng Đúng Đ/cơ băng chuyền dừng Đúng Đ/cơ cắt hoạt động 1A1 hạ xuống Đúng Đúng 10 1A1 lên Sản phẩm lấy Đ/cơ cắt dừng 2A1 Đúng Chú thích: 1: Mode A = 1? (chế độ A chọn) 2: Mode B = 1? 3: Mode C = 1? 4: 3B1 = 1? (phôi vào vị trí) 4: 2A1 = 1? 6: 1A1 = 1? 7: 2A1 ra? 8: 1A1 hạ xuống? 9: 1A1 lên? 10: Có tính hiệu điện áp 24VDC? (sản phẩm lấy ra) Lưu ý tất khối kiểm tra điều kiện, điều kiện sai, chu trình dừng lại chờ điều kiện thực tiếp 1.4 Chuyển lưu đồ sang dạng Grafcet: a) Grafcet cho lựa chọn chế độ làm việc: b) Grafcet cho chế độ làm việc chính: CHƯƠNG 2: CHỌN MẠCH LỰC, MẠCH ĐIỀU KHIỂN 2.1 Mạch điều khiển cho PLC Bảng 2.1 Bảng phân cổng vào cho PLC STT Đầu vào Đầu X0: START Y1: Xylanh 1A1 tiến X1: STOP Y2: Xylanh 1A1 lùi X2: Công tắc hành trình a0 Y3: Xylanh 2A1 tiến X3: Công tắc hành trình a1 Y4: Xylanh 2A1 lùi X4: Công tắc hành trình b0 Y5: Xylanh 4A1 tiến X5: Công tắc hành trình b1 Y6: Xylanh 4A1 lùi X6: Công tắc hành trình i0 Y7: Xylanh 5A1 tiến X7: Công tắc hành trình i1 Y8: Xylanh 5A1 lùi X8: Công tắc hành trình j0 Y9: Xylanh 6A1 tiến 10 X9: Công tắc hành trình j1 Y10: Xylanh 6A1 lùi 11 X10: Công tắc hành trình k0 12 X11: Công tắc hành trình k1 13 X12 : Cảm biến 1B1 14 X13 : Cảm biến 2B1 15 X14 : Cảm biến 3B1 2.2 Phương án điều khiển cho PLC 2.2.1 Mạch điều khiển cho PLC Thiết kế mạch điều khiển cho PLC sử dụng Rơ le đóng ngắt : Hình 2.8 Mạch điều khiển cho PLC FX2N – 32MR 10 Vị trí: Điểm đầu điểm cuối hành trình xylanh Chức năng: - Phát có sản phẩm cung cấp cho cấu - Xác định vị trí xylanh Thông số kĩ thuật: chọn loại có ký hiệu SS-10L - công tắc hành trình thường mở - công tắc hành trình thường đóng - Dòng tối đa : 2A - Số lần đóng cắt : 30x106 lần Hình 2.14.Công tắc hành trình 2.3.4 Lựa chọn Nút nhấn Số lượng: thiết bị Vị trí: đặt bảng điều khiển Chức năng: Thực hoạt động điều khiển trình, khởi động, reset, dừng cấu Đặc điểm: 14 Sử dụng loại nút nhấn có đèn báo để đảm bảo cho thao tác điều khiển - Dòng tối đa: 5A Hình 2.15 Nút nhấn 2.3.5 Lựa chọn còi báo hiệu Số lượng: thiết bị Vị trí: đặt bảng điều khiển cấu Chức năng: Báo hiệu cho người vận hành biết trình vận hành cấu, cảnh báo điều kiện không đáp ứng Hình 2.16 Đèn báo hiệu 15 2.3.6 Lựa chọn cầu chì bảo vệ đầu Số lượng: thiết bị Chức năng: bảo vệ đầu Thông số kĩ thuật: Sử dụng loại cầu chì ống, dòng tối đa phụ thuộc vào dòng đầu chịu Ở ta chọn loại cầu chì 24VDC - 2A hạ áp Hình 2.17 Cầu chì bảo vệ 2.3.7 Lựa chọn Rơle trung gian Số lượng: thiết bị Vị trí: Nối với ngõ PLC Nhiệm vụ: Đóng cắt điện tương ứng cho công đoạn, theo yêu cầu công nghệ toán Với yêu cầu trên, ta chọn role trung gian có thông số sau: - Nguồn cấp : 24VDC - Dòng định mức : 3A - Công suất cắt dòng : 36 W - Kích thước : 36x28x21.5 mm 16 Hình 2.18 Rơ le loại MY hãng Omron 2.3.8 Lựa chọn Xylanh khí nén Số lượng: thiết bị Vị trí: xylanh xylanh Nhiệm vụ: Xylanh xylanh chịu trách nhiệm chuyển động thẳng để hút vật từ băng tải băng tải vào băng tải Thông số kĩ thuật: - Điều khiển khí nén - Độ dài hành trình : 30, 20, 20 cm - Nhiệt độ làm việc : 20-80 oC - Áp suất : 0.6-10bar - Tốc độ :30-800mm/s - Đường kính piston :32mm Hình 2.19 Xylanh khí nén 2.3.9 Lựa chọn Sensor Số lượng: thiết bị Vị trí: đặt băng tải băng tải Nhiệm vụ: để phát sản phẩm Thông số kỹ thuật: - Loại Thu phát riêng KC 15m - Nguồn cấp: 12~24VDC ±10% 17 - Ngõ ra: NPN, 26.4VDC max., 100mA max - Chọn ngõ Light-ON / Dark-ON - Nguồn sáng: Infrared LED (860nm) - Thời gian đáp ứng: 1ms max - Biến trở điều chỉnh độ nhậy - Ổn định với ánh sáng môi trường - Nhiệt độ môi trường: -20 ~ 55oC - Kích thước : 40x12x21 (mm) Hình 2.20 Sensor E3Z-T61 18 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY Ta dây thiết kế tủ điện Autocad Electrical: Phiên sử dụng: Autocad Electrical 2015 Nội dung thiết kế gồm phần: - Mạch điều khiển - Mạch lực - Thiết kế tủ điện 3.1 Mạch điều khiển PLC sủ dụng Mitsubishi FX 2N-32MR-ES/UL Chèn ladder: Schematic > Insert Wires/Wire Number > Insert Ladder: 19 Chèn PLC: Schematic > Insert PLC: PLC Mitsubishi FX 2N-32MR-ES/UL Chèn linh kiện khác: Schematic > Insert Components > Icon Menu 20 3.2 Mạch lực Chèn linh kiện khí nén: Schematic > Insert Hydraulic Components 21 3.3 Thiết kế tủ điện Chèn linh kiện vào tủ điện: Panel > Insert Component Footprints > Schematic List 22 Sử dụng tiện ích tab “Home” để thiết kế khung tủ điện Phần tủ điện thiết kế chưa hoàn thiện mong thầy giáo góp ý 23 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM AUTOMATION STUDIO Quy ước: Xi lanh 4A1 ra: A1+ Xi lanh 4A1 vào: A1- Xi lanh 5A1 ra: A2+ Xi lanh 5A1 vào: A2- Xi lanh 6A1 ra: A3+ Xi lanh 6A1 vào: A3- Xi lanh 2A1 ra: B+ Xi lanh 2A1 vào: B- Xi lanh 1A1 ra: C+ Xi lanh 1A1 vào: C- 24 Chọn chế độ A: (chế độ ngắn) Ấn start băng chuyền chạy chọn chế độ công tắc hành trình g1 Xylanh 4A1 gặp cảm biến 1B1, xi lanh 2A1 xuống để chặn phôi 2A1 xuống hết 1A1 xuống với động cắt: 25 Cắt xong 1A1 lên 1A1 lên hết đến 2A1 lên: 2A1 lên hết 4A1 thu 26 Quá trình hoàn toàn tương tự cho chế độ B C 27 THAM KHẢO https://www.en.wikipedia.org https://plcvietnam.com.vn/ www.mitsubishielectric.com.au http://mycadsite.com/tutorials/index.htm Sách “Cơ sở hệ thống điều khiển trình” TB lần thứ 2, NXB Bách khoa Hà Nội, 2000 - Hoàng Minh Sơn … nguồn tài liệu khác internet 28 [...]... trường - Nhiệt độ môi trường: -20 ~ 55oC - Kích thước : 40x12x21 (mm) Hình 2.20 Sensor E3Z-T61 18 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY Ta sẽ đi dây và thiết kế tủ điện bằng Autocad Electrical: Phiên bản sử dụng: Autocad Electrical 2015 Nội dung thiết kế gồm 3 phần: - Mạch điều khiển - Mạch lực - Thiết kế tủ điện 3.1 Mạch điều khiển PLC sủ dụng Mitsubishi FX 2N-32MR-ES/UL Chèn ladder: Schematic > Insert Wires/Wire... lanh 2A1 đi xuống để chặn phôi 2A1 đi xuống hết thì 1A1 đi xuống cùng với động cơ cắt: 25 Cắt xong 1A1 đi lên 1A1 lên hết đến 2A1 đi lên: 2A1 lên hết thì 4A1 thu về 26 Quá trình hoàn toàn tương tự cho 2 chế độ B và C 27 THAM KHẢO 1 https://www.en.wikipedia.org 2 https://plcvietnam.com.vn/ 3 www.mitsubishielectric.com.au 4 http://mycadsite.com/tutorials/index.htm 5 Sách “Cơ sở hệ thống điều khiển quá... Components > Icon Menu 20 3.2 Mạch lực Chèn linh kiện khí nén: Schematic > Insert Hydraulic Components 21 3.3 Thiết kế tủ điện Chèn các linh kiện vào tủ điện: Panel > Insert Component Footprints > Schematic List 22 Sử dụng tiện ích ở tab “Home” để thiết kế khung tủ điện Phần tủ điện thiết kế còn chưa hoàn thiện mong được thầy giáo góp ý 23 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM AUTOMATION STUDIO Quy ước:...2.2.2 Mạch lực cho PLC Sau đây là 5 xylanh được điều khiển bằng rơ le: Hình 2.9 Xylanh sử dụng Van thủy khí 4/2 11 2.3 Phương án ghép nối cho PLC 2.3.1 Lựa chọn PLC PLC Mitsubishi FX2N-32MR-DS Số lượng: 1 thiết bị Vị trí: PLC kết nối giữa các thiết bị đầu vào và các Rơ le đầu ra Chức năng: Để điều khiển các cơ cấu vận chuyển linh kiện và băng tải gắp nhả linh kiện theo yêu cầu của công nghệ Thông số kĩ... vệ đầu ra Số lượng: 3 thiết bị Chức năng: bảo vệ đầu ra Thông số kĩ thuật: Sử dụng loại cầu chì ống, dòng tối đa phụ thuộc vào dòng đầu ra chịu được Ở đây ta chọn loại cầu chì 24VDC - 2A hạ áp Hình 2.17 Cầu chì bảo vệ 2.3.7 Lựa chọn Rơle trung gian Số lượng: 8 thiết bị Vị trí: Nối với các ngõ ra của PLC Nhiệm vụ: Đóng cắt điện tương ứng cho các công đoạn, theo yêu cầu công nghệ của bài toán Với yêu... đặt tại bảng điều khiển Chức năng: Thực hiện các hoạt động điều khiển quá trình, khởi động, reset, dừng cơ cấu Đặc điểm: 14 Sử dụng loại nút nhấn có đèn báo để đảm bảo cho các thao tác điều khiển đúng - Dòng tối đa: 5A Hình 2.15 Nút nhấn 2.3.5 Lựa chọn còi báo hiệu Số lượng: 1 thiết bị Vị trí: đặt tại bảng điều khiển cơ cấu Chức năng: Báo hiệu cho người vận hành biết quá trình vận hành của cơ cấu,... lượng: 4 thiết bị 13 Vị trí: Điểm đầu và điểm cuối của hành trình của các xylanh Chức năng: - Phát hiện có sản phẩm cung cấp cho cơ cấu - Xác định vị trí của xylanh Thông số kĩ thuật: chọn loại có ký hiệu SS-10L - 2 công tắc hành trình thường mở - 2 công tắc hành trình thường đóng - Dòng tối đa : 2A - Số lần đóng cắt : 30x106 lần Hình 2.14.Công tắc hành trình 2.3.4 Lựa chọn Nút nhấn Số lượng: 1 thiết. .. trung gian có thông số như sau: - Nguồn cấp : 24VDC - Dòng định mức : 3A - Công suất cắt dòng : 36 W - Kích thước : 36x28x21.5 mm 16 Hình 2.18 Rơ le loại MY của hãng Omron 2.3.8 Lựa chọn Xylanh khí nén Số lượng: 2 thiết bị Vị trí: chính là xylanh 1 và xylanh 2 Nhiệm vụ: Xylanh 1 và xylanh 2 chịu trách nhiệm chuyển động thẳng để hút vật từ băng tải 1 và băng tải 2 vào băng tải 3 Thông số kĩ thuật: -... FX 2N-32MR-ES/UL 2.3.2 Van phân phối Số lượng: 3 thiết bị Vị trí: đặt ở cuối xylanh Chức năng: Hút, nhả vật khi được điều khiển bằng Rơ le Thông số kĩ thuật: - Kích thước: 10-32 UNF - Trạng thái van: NC - Trạng thái cuộn hút: thường đóng - Nguồn: 24 VDC - Công suất:1.8 W - Chiều dài dây nối: 18 inch - Áp suất tối đa: 120 PSI( 8.2bar) - Nhiệt độ hoạt động: -18 đến 50 0C - Thời gian đáp ứng: 3-8 ms Hình... khí nén - Độ dài hành trình : 30, 20, 20 cm - Nhiệt độ làm việc : 20-80 oC - Áp suất : 0.6-10bar - Tốc độ :30-800mm/s - Đường kính piston :32mm Hình 2.19 Xylanh khí nén 2.3.9 Lựa chọn Sensor Số lượng: 2 thiết bị Vị trí: đặt trên băng tải 1 và băng tải 2 Nhiệm vụ: để phát hiện sản phẩm Thông số kỹ thuật: - Loại Thu phát riêng KC 15m - Nguồn cấp: 12~24VDC ±10% 17 - Ngõ ra: NPN, 26.4VDC max., 100mA max -