Thiết kế và chế tạo máy lưu hóa lốp ô tô

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRẦN CÔNG HÙNG THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY LƯU HÓA LỐP Ô TÔ Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy Mã số : 60.52.04 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT - Đà Nẵng, 2011 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình ñược hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS.ĐINH MINH DIỆM Phản biện 1: TS NGUYỄN XUÂN HÙNG Phản biện 2: PGS.TS TĂNG HUY Luận văn ñược bảo vệ Hội ñồng chấm Luận văn tốt ghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 27 tháng 08 năm 2011 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong cạnh tranh mạnh mẽ ngành công nghiệp sản xuất lốp Ô tô, việc hạ giá thành sản phẩm nâng cao chất lượng ñóng vai trò ñịnh thành công doanh nghiệp Trong bối cảnh ñó, Công ty cổ phần cao su Đà Nẵng không ngừng ñầu tư nghiên cứu, chế tạo thiết bị, cải tiến thiết bị, ñể ñại hóa qui trình sản xuất ñiều tất yếu Trước nhu cầu cấp thiết ñó nên việc nghiên cứu chế tạo máy lưu hóa lốp lập trình ñiều khiển PLC ứng dụng phần mềm WinCC Flexible ñể xây dựng hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) giám sát ñiều khiển thiết bị thông qua máy vi tính, mà ñó ta thay ñổi ñược chương trình máy, tăng ñược vị cạnh tranh cho công ty Với yêu cầu vậy, chọn hướng nghiên cứu ñề tài là: “Thiết kế chế tạo máy lưu hoá lốp Ô tô” Nội dung ñề tài mang tính khoa học thực tiễn, ñáp ứng yêu cầu luận văn thạc sĩ MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Mục ñích ñề tài góp phần thúc ñẩy việc nghiên cứu, chế tạo thiết bị phục vụ cho sản xuất - Phát triển lĩnh vực ñiều khiển tự ñộng thiết bị, xây dựng hệ thống SCADA giám sát ñiều khiển thiết bị thông qua máy vi tính vào sản xuất nhằm nâng cao suất chất lượng sản phẩm, ñể giảm thiểu cố, làm ngưng trệ sản xuất ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng: Máy lưu hoá lốp Ô tô Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu thiết bị công nghệ qui trình sản xuất lốp Ô tô Footer Page of 126 Header Page of 126 - Tính bền khung máy phần mềm RDM tính toán hệ thống thuỷ lực - Hệ thống ñiều khiển tự ñộng sử dụng lập trình ñiều khiển PLC loại S7-300 hãng Siemens - Ứng dụng phần mềm WinCC Flexible xây dựng hệ thống SCADA giám sát ñiều khiển thiết bị thông qua máy vi tính - Chế tạo mô hình thực nghiệm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Dựa thông số kỹ thuật yêu cầu máy công nghệ lưu hóa lốp, kết hợp với lý thuyết ñể tính toán thiết kế máy Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN - Thiết kế, chế tạo lắp ñặt thiết bị phục vụ sản xuất, nghiên cứu khoa học ñào tạo - Phát triển lĩnh vực ứng dụng ñiều khiển tự ñộng vào thực tế sản xuất CẤU TRÚC LUẬN VĂN Ngoài phần mở ñầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục cấu trúc luận văn gồm chương sau : Chương 1: “Tổng quan quy trình công nghệ sản xuất lốp Ô tô” chủ yếu ñề cập ñến quy trình công nghệ sản xuất lốp Ô tô Chương 2: “Tính toán thiết kế máy lưu hoá lốp Ô tô” bao gồm chọn máy, tính toán thiết kế hệ thống thuỷ lực tính toán bền khung máy, giới thiệu hệ thống van màng Chương 3: “Thiết kế hệ thống ñiều khiển cho máy” Giới thiệu PLC SIEMENS họ PLC S7-300, lập trình PLC ñiều khiển thiết bị giới thiệu phần mềm WinCC Flexible, xây dựng hệ thống SCADA giám sát ñiều khiển cho thiết bị Footer Page of 126 Header Page of 126 Chương 4: “Thiết kế chế tạo mô hình thực nghiệm” Xây dựng mô hình thực nghiệm khí nén CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LỐP Ô TÔ VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LỐP Ô TÔ 1.1 TỔNG QUAN VỀ LỐP Ô TÔ 1.1.1 Lịch sử ñời phát triển lốp Ô tô 1.1.2 Kết cấu tác dụng thành phần lốp Ô tô 1.2 NGUYÊN VẬT LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT LỐP 1.2.1 Cao su 1.2.2 Các chất phối hợp cho cao su 1.2.3 Vải mành 1.2.4 Vật liệu kim loại 1.2.5 Vật liệu phụ 1.3 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LỐP 1.3.1 Quy trình công nghệ sản xuất lốp Ô tô Hình1.1: Sơ ñồ quy trình công nghệ sản xuất lốp Ô tô Footer Page of 126 Header Page of 126 Quy trình công nghệ sản xuất lốp Ô tô qua công đoạn sau: 1.3.1.1 Ép ñùn mặt lốp 1.3.1.2 Cán tráng vải 1.3.1.3 Gia công vòng 1.3.1.4 Cắt vải 1.3.1.5 Dán cao su lên vải 1.3.1.6 Dán ống 1.3.1.7 Thành hình 1.3.1.8 Lưu hoá 1.3.1.9 Kiểm tra chất lượng sản phẩm (KCS) nhập kho CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY LƯU HÓA LỐP Ô TÔ 2.1 CHỌN MÁY 2.1.1 Các phương án Dựa vào hệ thống truyền ñộng hệ thống tạo lực ñóng mở khuôn, ta ñưa phương án sau: 2.1.1.1 Máy lưu hoá ñóng mở máy Sử dụng hộp giảm tốc truyền ñộng qua cặp bánh truyền qua dầm liên ñộng thực trình ñóng mở máy Nguyên lý hoạt ñộng: Khi ñộng ñiện (1) quay truyền chuyển ñộng hộp giảm tốc trục vít bánh vít (2) làm quay bánh nhỏ (3) gắn trục vít hộp giảm tốc, tiếp tục truyền ñộng qua bánh lớn (4) truyền ñộng qua dầm liên ñộng (5) ñể thực trình ñóng mở máy Kiểu máy kết cấu phức tạp, yêu cầu ñộ xác gia công cao, chế tạo số chi tiết ñòi hỏi phải có thiết bị chuyên dùng ñể gia công Footer Page of 126 Header Page of 126 7 Hình 2.1: Hình sơ ñồ máy lưu hoá ñóng mở 1.Động ñiện 4.Bánh lớn 2.Hộp giảm tốc bánh vít trục vít 5.Dầm liên ñộng 3.Bánh nhỏ 6.Dầm máy Gối ñỡ 2.1.1.2 Máy lưu hoá ñóng mở máy trục vít bánh vít Hình 2.2: Máy lưu hoá ñóng mở máy trục vít bánh vít Nguyên lý hoạt ñộng: ñộng ñiện quay truyền chuyển ñộng qua hộp giảm tốc truyền chuyển ñộng quay qua ñai ốc làm cho vít me tịnh tiến lên xuống, thực trình ñóng mở máy Footer Page of 126 Header Page of 126 Kiểu máy thiết kế ñóng mở máy vít me ñai ốc, kết cấu kiểu dễ chế tạo, ñóng máy dễ gây tượng tải cho ñộng (vì mômen mở máy lớn) 2.1.1.3 Máy lưu hoá ñóng mở Xilanh pittiông dầu thuỷ lực Hình 2.3: Hình sơ ñồ Máy lưu hoá ñóng mở thuỷ lực dầu 1: Xilanh pitông thủy lực 4: Bao 2: Khung máy 5: Cơ cấu trung tâm 3: Bao Nguyên lý hoạt ñộng: Dầu ñược cấp vào xilanh pitông (1) áp lực dầu ñẩy pitông chạy lên chạy xuống, thực trình ñóng mở máy Do ñóng mở máy XiLanh pittông thuỷ lực nên kiểu máy loại kết cấu máy ñơn giản, dễ gia công chế tạo, nên giá thành thấp Phù hợp với ñiều kiện Việt Nam Qua phân tích ba phương án ta chọn phương án “Máy lưu hoá ñóng mở Xilanh pittiông dầu thuỷ lực” 2.1.2 Thông số kỹ thuật máy Lưu Hóa Lốp Ô tô - Quy cách lốp lưu hoá: 12”→16”, tương ñương với ñường kính lốp Φ580→Φ740 mm - Lực ñóng khuôn lớn 210.000 Kg Footer Page of 126 Header Page of 126 - Đường kính bao 1100 mm - Chiều cao khuôn lưu hoá 180→300 mm - Áp suất tối ña màng 28 Kg/cm2 - Áp suất tối ña bao 10 Kg/cm2 2.2 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THUỶ LỰC 2.2.1 Sơ ñồ hệ thống thủy lực máy lưu hóa 20 16 19 15 14 B A C 12 E F 18 D 13 17 10 11 PH PL T PH PL T 15 L/min PH PL T 300 L/min Hinh 2.4: Sơ ñồ hệ thống thủy lực Các phần tử sơ ñồ thủy lực: 1-Bộ lọc 7-Van chặn lưu lượng 15-Van chiều kích mở 2-Động ñiện 8,9- Đồng hồ áp lực 16-Cụm Pittông, xilanh ép 3-Bơm lưu lượng 10-Van chiều 19-Van tiết lưu 4-Bơm cao áp 20-Cụm Pittông kẹp 11-Van tiết lưu 5-Bộ làm mát dầu 12,13,18-Van ñiện từ 6-Van chặn cao áp 14,17-Van tràn 2.2.3 Thiết kế phần tử thủy lực máy 2.2.3.1 Xi lanh thủy lực a Tính chọn ñường kính Xilanh áp suất làm việc: Từ sơ ñồ tính toán ta viết phương trình cân lực cụm piston xét hành trình ñóng máy: Footer Page of 126 10 Header Page 10 of 126 P1.A1-P2.A2-Fmsc-Fmsp-Ft=0 (2.1) Trong sơ ñồ gồm có thành phần: P1: Áp suất dầu buồng ñóng máy P2: Áp suất dầu buồng mở máy A1: Diện tích Piston buồng ñóng máy; A1=π.D2/4 A2: Diện tích Piston buồng mở máy; A2=π.(D2-d2)/4 m: Khối lượng khuôn Piston, m = 400+520 = 920 Kg Fmsp: Lực ma sát Phớt làm kín xilanh Fmsc: Lực ma sát Piston vòng phớt làm kín Trong toán tiết diện tiếp xúc phớt làm kín với xilanh piston nhỏ nên ta bỏ qua lực ma sát Sơ ñồ tính toán Xilanh: A1 A2 D d F ms c P1 m Ft P2 Q1 F m sp Q2 Hình 2.5: Sơ ñồ phân tích lực máy Ft: Lực áp suất nước nhiệt sinh trình lưu hóa Trong sơ ñồ, hình 2.6 Pnqn: Áp suất nước nhiệt, Pnqn=25 Kg/cm2 Dk: Đường kính bên lốp Do ta thiết kế máy lưu hóa ñể lưu hóa quy cách lốp 7.50-16 nên ta có kích thước Dk=740 mm=74 cm Như ta có lực Ft ñược tính sau: Footer Page 10 of 126 Header Page 12 of 126 12 Trong ñó: Q1: Lưu lượng cần cung cấp Vct: Vận tốc làm việc 3~5 mm/s P1: Áp suất tác dụng lên bề mặt Piston λ: Hệ số tổn thất lượng B: Môñun ñàn hồi dầu Với vận tốc lớn vmax=5 mm/s, lưu lượng lớn cung cấp cho xilanh là: Qmax = vmax.A1= 125663,7 = 628318,5 mm3/s = 37,7 lít/phút c Tính toán kiểm tra sức bền ổn ñịnh xilanh: Trong trình làm việc, xilanh thủy lực truyền lực, chịu tác dụng áp lực làm việc bên dầu tải trọng nên Bề dày thành xilanh t ñược tính theo công thức:   100.σ CF t ≥ 0,5D  −  + C 100.σ − 1.73P CF   Trong ñó: P: áp suất chất lỏng làm việc Kg/cm2 D: Đường kính xilanh mm c : Đại lượng bổ sung cho chiều dày tối thiểu thành xilanh, chọn c=2mm σCF : Ứng suất cho phép thành xy lanh, Kg/mm2 σCF = σb n η Kg/mm2 σb : Giới hạn bền, ñối với thép σb=70 Kg/mm2 n : Hệ số an toàn, thường n=3; η : Hệ số ñộ bền mối hàn, hàn tay có ñệm lót với thép: η = 0,9 70 Ta có: σCF = 0,9 = 21 Kg/mm2 Vậy bề dày thành xilanh t là: Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 13   100.21 t = 0,5.400. −  + = 90,823 mm  100.21 − 1,73.200  Chọn t=100 mm, ñể ñảm bảo Dn/D = 600/400=1,5>1,2 Biến dạng hướng kính mặt xilanh ∆D PD  Dn + D D  ∆D = − µ mm E  Dn − D Dn − D  Trong ñó : E = 2,1.107(N/cm2) =2,1.106 Kg/cm2 µ : Hệ số Poát xông, thép µ = 0,29 Dn : Đường kính xilanh Dn = 400 + 100.2 = 600 mm  200.40  60 + 40 40  = 0,009021 cm ∆D = − 0,29   2 2 2,1.10  60 − 40 60 − 40  Biến dạng hướng kính mặt Xilanh ∆Dn  P.Dn  D  ∆Dn= µ ( − )  E  Dn − D   200.60  40  (2 − 0,29)  = 0,007817 cm ∆Dn=  2,1.10  60 − 40  Chiều dày xilanh có ñáy phẳng δ ñược tính theo công thức: k P + c mm δ ≥ 0,1.d ñ σ CF k : Hệ số phụ thuộc vào hình dạng ñáy, ñây ta thiết kế ñáy liền phẳng nên k=0,25 d : Đường kính ñáy, dñ = 600 mm 0,25.200 δ ≥ 0,1.600 + = 94,582 mm 21 Chọn δ = 100 mm Footer Page 13 of 126 14 Header Page 14 of 126 Lực tới hạn, ñược tính theo : Fth=ξ.Fa Với: ξ : Hệ số tính ñến thay ñổi tiết diện xilanh, ta chọn ξ=0,4 Fa : Lực tới hạn ñối với xilanh quy ước có tiết diện không thay ñổi π E.J Fa = c l Trong ñó: J: Mômen quán tính xilanh ñược tính theo công thức π 3.1416 (60 − 40 ) = 510508,8 cm4 J= ( Dn − D ) = 64 64 l : Chiều dài toàn xilanh với cần piston; l=2300 mm c : Hệ số tính ñến ghép nối xilanh với cần Piston ñầu cần Piston, chọn c=0,5 Ta có: Fa=c π E J l = 0,5 3.1416 2.2,1.106.510508,8 = 100008429 Kg 230 Fth=ξ.Fa=0,4.100008429 = 40003371,6 Kg Ta thấy lực ép tối ña Ft= 215042 Kg < 40003371,6 Kg Nên xilanh lực làm việc hoàn toàn ổn ñịnh Các thông số xilanh ép: Đường kính xilanh: D=400 mm Đường kính xilanh : Dn=600 mm Đường kính cần Piston là: d=250 mm Hành trình ép là: L=1100 mm Diện tích bề mặt buồng công tác là: A1=125663,7 mm2 Thể tích lớn làm việc : Vmax = 138230,077 cm3 2.2.3.2.Tính chọn bơm thủy lực công suất ñộng cơ: a Chọn bơm tính lưu lượng áp suất bơm: Lưu lượng lý thuyết lớn mà bơm cung cấp cho xilanh ép: Qmax = vmax.A1= 125663,7 = 628318,5 mm3/s =37,7 lít/phút Trong thực tế, rò rỉ qua khe hở khoang, nên lưu lượng thực tế bơm nhỏ lưu lượng lý thuyết, ta chọn bơm Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 15 bánh răng, nên hiệu suất ñạt khoảng η=70% ñó lưu lượng thực tế là: Qtt= Qmax η = 37,7 = 53,86 lít/phút 0,7 Do thiết kế trạm thủy lực này, ñể cấp cho xilanh piston, nên chọn lưu lượng bơm 150 lít/phút Tính áp suất làm việc: theo ta chọn áp suất làm việc bơm 200 Kg/cm2 Như ta chọn bơm theo số liệu ñã tính toán: Chọn bơm lưu lượng với thông số: Lưu lượng QLL =150 lít/phút áp suất PLL= 20 Kg/cm2 Chọn bơm cao áp với thông số: Lưu lượng QCA =20 lít/phút áp suất PCA= 250 Kg/cm2 b Tính công suất ñộng truyền ñộng cho bơm: Tính công suất cho bơm cao áp: p Q NCA= CA CA KW 612 Trong ñó: NCA: Công suất cần thiết ñể quay bơm, (tức công suất cần thiết thiết ñể ñảm bảo lưu lượng QCA áp suất pCA dầu 250.20 NCA= = 8,17 KW 612 Công suất ñộng ñiện dẫn ñộng bơm: N NñcCA= CA η ñcηb Trong ñó : ηb: Hiệu suất bơm, ηb=(0,6~0,9), chọn ηb=0,85 ηñc: Hiệu suất truyền ñộng từ ñộng qua bơm, chọn ηñc=0,985 NñcCA= 8,17 = 9,7582 KW 0,85.0,985 Tính công suất cho bơm lưu lượng: Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 16 pLL QLL KW 612 20.150 = 4,9 KW NLL= 612 Công suất ñộng ñiện dẫn ñộng bơm Lưu Lượng: N NñcLL= LL NLL= η ñcηb Trong ñó : ηb: Hiệu suất bơm, ηb=(0,6~0,9), chọn ηb=0,85 ηñc: Hiệu suất truyền ñộng từ ñộng qua bơm, chọn ηñc=0,985 NñcLL= 4,9 = 5,852 KW 0,85.0,985 Việc dẫn ñộng hai bơm ñộng ñiện bơm làm việc bơm chạy không, nên chọn ñộng ñiện có công suất lớn: Nñc=10 KW 2.2.3.3 Một số van sử dụng cho hệ thống: - Van tràn - Van ñảo chiều - Van tiết lưu - Van chiều kích 2.3.TÍNH TOÁN BỀN THÂN MÁY: Dựa vào kết cấu máy lực tác dụng lên khung máy, ñể ñơn gian cho việc tính toán ta chọn bên ñể tính (vì hai bên giống nhau) ta có mô hình tính bền máy hình 2.7 Từ sơ ñồ tính bền, ñể việc tính toán ñơn giản, ta phân tích thành sơ ñồ ñơn giản ñể tính hình 2.8 hình 2.9 Footer Page 16 of 126 17 Header Page 17 of 126 1545 1110 Ft 600 3435 2000 t Hành trình=1100 F Hình 2.7: Khung máy lưu hóa Hình 2.8: Sơ ñồ phân tích lực 2.3.1.Kéo ñúng tâm: Ta có sơ ñồ tính hình 2.9, Với: Ft= 215042 Kg , h=2000 mm Ta chọn vật liệu thép CT31 với thông số vật liệu là: Ứng suất cho phép thép: [σ]th =310 Mpa = 31 kN/cm2 Môñun ñàn hồi: E=2.104 kN/cm2, Trọng lượng riêng thép: γ = 7800 Kg/m3 = 0,0078 Kg/cm3 Hệ số dãn nở thép: αth =12,5.10-6, Vì làm việc môi trường nóng, kiểm tra thực tế nhiệt ñộ khung máy 500C, so với nhiệt ñộ tính 300C, nhiệt ñộ tăng lên : ∆T=200C Đầu tiên ta ñi tính chọn mặt cắt khung thẳng ñứng: Gọi F tiết diện mặt cắt ta có: Lực dọc trục: Nmax = Ft/2 + γ.h.F = 215042/2 + 0,0078.200.F N F Với: σmax= max = t + γ h ≤ [σ ]th F F Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 18 F t /2 Hình 2.9: Sơ ñồ tính bền kéo ñúng tâm Ta chọn hệ số an toàn: n=3 N F [σ ]th Ta có: σmax= max = t + γ h ≤ F F n Rút F ta có: n.Ft 3.215042 = = 135,5 cm2 F≥ 2.([σ ]th − γ h.n) 2.(3100 − 0,0078.200.3) Dựa vào giá trị F, vật liệu làm việc môi trường nhiệt gia tăng 200C ta chọn mặt cắt F có kích thước lơn so với tính, chọn mặt cắt hình chữ nhật có chiều rộng 45 cm tầm dày cm, vậy: F=45 x =225 cm2 Tính chuyển vị: Ta có : ∆l = Ft h 215042.200 = = 0,04778 cm =0,4778 mm 2.E.F 2.200.10 4.225 Tính ñến chuyển vị gia tăng nhiệt lên 200C ta có: ∆lT = α.h.∆T=12,5.10-6 200.20=0,05 cm = 0,5 mm Như chuyển vị tổng cộng là: Σ∆l =∆l + ∆lT =0,4778 + 0,5 = 0,9778 mm Dùng phần mềm RDM tính kiểm tra lại kết qủa: Footer Page 18 of 126 Header Page 19 of 126 19 Kết tính chuyển vị RDM lớn là: 0,4779 mm 2.3.2.Dầm chịu uốn: Dùng phần mềm RDM tính Ft Hình 2.10: Sơ ñồ tính bền dầm chịu uốn 2.4 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG VAN MÀNG 2.4.1 Một số van màng - Van màng hai ngã: loại van có ngã vào ngã - Van màng ba ngã: loại van có ngã vào ngã - Van màng chỉnh áp: loại van ñiều chỉnh ñược áp lực ngã 2.4.2 Quy trình hoạt ñộng hệ thống van màng lưu hóa CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY Chương giới thiệu PLC SIEMENS họ S7-300 lập trình ñiều khiển PLC CPU314 FM, giới thiệu phần mềm WinCC Flexible, xây dựng dự án (Scada) ñiều khiển máy 3.1 GIỚI THIỆU VỀ PLC SIEMENS HỌ S7-300 3.1.1 Giới thiệu chung PLC S7_300 3.1.1.1 Cấu trúc chung PLC Khối ñiều khiển trung tâm (CPU) gồm phần: xử lý, hệ thống nhớ hệ thống nguồn cung cấp Footer Page 19 of 126 Header Page 20 of 126 20 3.1.1.2 Cấu trúc, chức PLC S7_300 3.1.1.3 Module CPU 3.1.1.4 Module mở rộng 3.1.1.5 Ngôn ngữ lập trình Có ngôn ngữ lập trình sau: Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu STL, ngôn ngữ “hình thang”, ký hiệu LAD, Ngôn ngữ “hình khối”, ký hiệu FBD 3.1.2 Giới thiệu PLC S7_300 CPU314 3.1.2.1 Cấu trúc nhớ 3.1.2.2 Tập lệnh (sử dụng dạng STL) 3.1.3 Giải pháp mạng 3.2 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC 3.2.1 Yêu cầu công nghệ Cài ñặt thông số theo yêu cầu, cấp bán thành phẩm (BTP) vào máy, sau ñó ấn ñịnh hình ấn nút ñóng máy tự ñộng máy ñóng máy tự ñộng ñạt áp lực dầu theo thông số cài ñặt, trình lưu hóa ñầu thực theo chế ñộ thời gian cài ñặt chương trình như: vào bao hơi, vào màng, nước nhiệt vào màng, nước lạnh vào màng làm mát, hút chân không, sau hết chế ñộ thời gian lưu hóa cài ñặt, máy tự ñộng mở máy, mở ñến công tắc hành trình mở máy, kẹp màng nâng lốp lên, lấy lốp ñã lưu hóa thực chu trình 3.2.2 Các cụm ñiều khiển máy Các cụm ñiều khiển máy lưu hóa lốp Ô tô thủy lực, ñược xây dựng sơ ñồ, hình 3.2 Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 21 Hình 3.2: Các cụm ñiều khiển máy 3.2.3 Các biến ñịa ngõ vào 3.2.4 Các bước lập trình S7-300 3.3 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM WINCC FLEXIBLE WinCC Flexible viết tắt Windows Control Center, phần mền hãng Siemens dùng ñể quan sát, ñiều khiển thu thập liệu trình sản xuất 3.3.1 Chức WinCC Flexible - Chức giám sát - Chức ñiều khiển - Chức trao ñổi liệu 3.3.2 Một số phần WinCC Flexible 3.3.2.1 Thiết lập giao thức kết nối 3.3.2.2 Tags Tags group 3.3.2.3 Thiết kế giao diện (Screen) 3.3.2.4 Tạo mã (Script) 3.3.2.5 Một số hàm hay sử dụng chương trình 3.4 XÂY DỰNG DỰ ÁN (SCADA) ĐIỀU KHIỂN MÁY 3.4.1 Khởi ñộng WinCC Flexible Footer Page 21 of 126 Header Page 22 of 126 22 3.4.2 Tạo Project 3.4.3 Trình tự thiết kế giao diện, thiết lập ñiều khiển cho project 3.4.3.1 Thiết lập kết nối 3.4.3.2 Tạo biến (Tag) 3.4.2.3 Thiết kế giao diện thiết lập ñiều khiển Giao diện ñiều khiển (hình 3.3): thực thao tác cho máy thị trạng thái ñầu vào Ở giao diện ta ñiều khiển ñược thao tác máy trực tiếp máy tính gòm công tắc chế ñộ tay tự ñộng, ñóng mở máy, ñịnh hình, kẹp màng lên xuống thể trạng thái làm việc máy Hình 3.3: Giao diện khởi ñộng Giao diện hệ thống van màng (hình 3.4) Ở giao diện máy ñang chế ñộ lưu hóa (hấp lốp) biểu trạng thái ON (có nén cấp lên van) OFF (cắt nén cấp lên van) cho van màng theo thời gian nhập vào, vị trí van màng trạng thái ON thể thời gian làm việc Hình 3.4: Giao diện hệ thống van màng lưu hóa cấp nhiệt vào màng Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 23 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM 4.1 XÂY DỰNG MÔ HÌNH 4.1.1 Giới thiệu mô hình Ở mô hình ñể tiện cho việc chế tạo sử dụng ñóng mở khí nén, mô hình chủ yếu thể phần ñiều khiển máy WinCC Flexible 4.1.2 Nguyên lý hoạt ñộng mô hình Hình 4.1: Sơ ñồ kết cấu mô hình thực nghiệm 1: PLC S7_300 CPU314 5.Lốp 2: Pittông khí nén ñóng mở máy Pittông khí nén nâng hạ kẹp màng 3: Sensor 7: Sơ ñồ van màng Bao 8: Máy tính Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 24 Nguyên lý làm việc mô hình thực nghiệm, hình 4.1, ban ñầu ta nhập thời gian lưu hóa cho quy cách lốp Ô tô tương ứng từ máy tính (8), thông số ñược nhập vào chương trình PLC thông qua cổng kết nối MPI, ñầu tiên ñưa bán thành phẩm vào khuôn, sau ñó ấn nút ñóng máy chế ñộ tự ñộng từ máy tính, tức Xilanh Pittông khí nén (2) ñóng mở máy ñi xuống ñến tác ñộng vào sensor ñóng máy kết hợp ñủ áp lực ép khuôn theo tính toán, trình lưu hóa lốp bắt ñầu thực hiện, hệ thống van màng mở ñể cấp nhiệt, theo thời gian ta tính toán nhập vào, trình ñược thể sơ ñồ hệ thống van màng (7) trạng thái van màng ñược thể ñèn Điốt gắn lên nó, ñèn Điốt ñỏ nghĩa van màng ñang ñược cấp nén ñể thực trình mở nóng, nước nhiệt vào màng, ñể làm chín lốp Sau hoàn thành thời gian lưu hóa máy tự mở ñến giới hạn sensor (3) mở máy máy dừng lúc pittông nâng hạ kẹp màng (6) nâng lốp lên, lấy lốp ra, chu kỳ lưu hóa kết thúc tiếp tục lưu hóa xuất 4.2 THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN CHO MÔ HÌNH 4.2.1 Các cụm ñiều khiển mô hình Trong mô hình thực nghiệm ñóng mở máy sử dụng khí nén, ñã giới thiệu mục 4.1.2, cụm ñiều khiển mô hình ñược xây dựng sơ ñồ hình 4.2, Nguyên lí làm việc cụm ñiều khiển, ñầu tiên nhập thông số từ bàn phím máy tính, liệu ñược tải vào PLC thông qua cáp MPI, công tắc thao tác ñiều khiển ñược xây dựng phần mền WinCC Flexible mục 3.4.3 PLC có nhiệm vụ xuất ñầu ñể ñiều khiển cụm van khí nén, cụm van màng nhận tín hiều từ máy tính, sensor rơle áp lực thực theo chương trình ñã ñược lập PLC Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 25 Hình 4.2: Sơ ñồ cụm ñiều khiển mô hình máy lưu hóa lốp Ô tô 4.2.2 Lập trình PLC xây dựng hệ thống SCADA giám sát ñiều khiển hệ thống Chương trình PLC ñược xây dựng chương mục 3.2, phần giám sát ñiều khiển thiết bị ñược xây dựng phần mềm WinCC Flexible ñược trình bày cụ thể chương 4.3 CHẾ TẠO MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM Mô hình ñược chế tạo làm việc tốt theo ñúng nguyên lý hoạt ñộng máy ñã trình bày mục 4.1.2, hình 4.3 Hình 4.3: Ảnh tổng quát mô hình thực nghiệm Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 26 KẾT LUẬN KẾT QỦA ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI: - Nghiên cứu thiết bị công nghệ qui trình sản xuất lốp Ô tô - Tính toán hệ thống thủy lực, ứng dụng phần mền RDM, ñể tính toán thiết kế máy - Lập trình chương trình ñiều khiển S7-300 ứng dụng phần mềm WinCC Flexible, xây dựng hệ thống SCADA giám sát ñiều khiển máy thông qua mạng nội bộ, hạn chế ñược người vận hành máy tiếp xúc trực tiếp với môi trường ñộc hại, giảm thiểu cố yếu tố chủ quan, ñáp ứng nhu cầu cấp thiết sản xuất công nghiệp - Trên sở tính toán thiết kế chế tạo thành công máy lưu hóa lốp Ô tô ñóng mở thủy lực ñáp ứng ñược thông số kỹ thuật thiết kế ñặt ñã ñưa vào sử dụng Công ty cổ phần cao su Đà Nẵng - Chế tạo mô hình, mô ñược toàn trình hoạt ñộng máy lưu hóa lốp Ô tô máy tính, mô hình hoạt ñộng ổn ñịnh theo yêu cầu kỹ thuật ñặt ra, áp dụng giảng dạy KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI: - Đề tài ñược ứng dụng vào sản xuất thực tế, thiết bị hoạt ñộng theo yêu cầu thiết kế ñặt ra, ổn ñịnh, ñảm bảo yêu cầu công nghệ, suất chất lượng sản phẩm - Làm tài liệu phục vụ cho nghiên cứu giảng dạy HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI: - Nghiên cứu ứng dụng ñiều khiển tự ñộng giám sát ñiều khiển phần mền WinCC Flexible không với máy lưu hóa Ô tô mà phát triển với nhiều thiết bị khác - Sử dụng phần mềm WINCC Flexible ñể ñiều khiển toàn hệ thống máy lưu hóa - Thông qua mạng Internet ñể kiểm tra giám sát hệ thống thiết bị, báo lỗi qua tin nhắn ñiện thoại hệ thống bị cố Footer Page 26 of 126 ... nghiệm” Xây dựng mô hình thực nghiệm khí nén CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LỐP Ô TÔ VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LỐP Ô TÔ 1.1 TỔNG QUAN VỀ LỐP Ô TÔ 1.1.1 Lịch sử ñời phát triển lốp Ô tô 1.1.2 Kết cấu tác... lực ñáp ứng ñược thông số kỹ thuật thiết kế ñặt ñã ñưa vào sử dụng Công ty cổ phần cao su Đà Nẵng - Chế tạo mô hình, mô ñược toàn trình hoạt ñộng máy lưu hóa lốp Ô tô máy tính, mô hình hoạt ñộng... 1.3.1 Quy trình công nghệ sản xuất lốp Ô tô Hình1.1: Sơ ñồ quy trình công nghệ sản xuất lốp Ô tô Footer Page of 126 Header Page of 126 Quy trình công nghệ sản xuất lốp Ô tô qua công đoạn sau: 1.3.1.1