Bộ giáo dục đào tạo Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chaysavanh inthakham Luận văn thạc sĩ kỹ thuật đề tài: tự động hóa qúa trình sản xuất Chuyên ngành : Mạng hệ thống điện, cung cấp điện điện khí hoá Mà số : 03 01 Hà Nội - 2008 Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Chaysavanh inthakham Luận văn thạc sĩ kỹ thuật đề tài: tự động hóa qúa trình sản xuất Giáo viên hướng dẫn : PGS TS Lê Văn Doanh Chuyên ngành : Mạng hệ thống điện, cung cấp điện điện khí hoá : 03 01 Mà số Lớp : Điện cao häc Lµo Khãa : 2006 - 2008 Hµ Néi 2008 Khoa diện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Lời cảm ơn Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn quý báu thầy giáo: PGS TS Lê Văn Doanh thầy cô giáo Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đà bảo giúp đỡ em nhiệt tình thời gian làm luận văn tốt nghiệp Em nói hơn, lần em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đà cho em kiến thức năm học trường để có ngày hôm Một lần đặc biệt em xin chân thành cảm ơn sâu sắc hợp tác giúp đỡ quý báu nhiệt tình Trường Đại Học Bách khoa Hà Nội việc đào tạo thạc sĩ, sang giúp giảng dạy đào tạo bên Lào, giúp đỡ ăn Việt Nam suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp cho hết chương trình Lời cảm ơn Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Lời nói đầu Hiện nhiều nước phát triển để thoát khỏi đói nghèo, xác định ngành công nghiệp cần thiết để phát triển quốc gia có xu hướng đưa đất nước trở thành nước công nghiệp hoá, đại hoá Trong môi trường xí nghiệp công nghiệp cần thiết tự động hoá cho phần xưởng sản xuất Tự động hoá trình sản xuất xu hướng phát triển tất yếu kỹ thuật Vì vậy, cương lĩnh phát triển đất nước quốc gia đà có quan tâm đặc biệt đến việc chế tạo máy móc, thiết bị cho phép tự động hoá phân xưởng sản xuất tự động hoá toàn trình sản xuất Con đường phát triển kỹ thuật đường gi¶i phãng ngêi khái sù tham gia trùc tiÕp vào trình sản xuất Tỷ lệ lao động sống sản xuất giảm xuống, tỷ lệ lao động khứ tăng lên Mác Ăngghen đà viết: Tăng suất lao động thể chỗ tỷ lệ lao động sống giảm xuống, tỷ lệ lao động khứ tăng, tăng lên cho tổng khối lượng lao động hàng hoá giảm xuống, có nghĩa khối lượng lao động sống giảm nhiều lượng tăng lao động khứ Tự động hoá trình sản xuất ứng dụng lượng máy tự động hoá có khả làm việc điều kiện nặng nhọc, độc hại nguy hiểm mà người chịu đựng được, nhằm mục đích giảm chi phí lao động cải thiện điều kiện sản xuất Tự động hoá giai đoạn phát triển kỹ thuất ngày đà đạt thành tựu to lớn Hiện nay, nhiều trình sản xuất đà tự động hoá hoàn toàn, người có chức điều khiển giám sát Lời nói đầu Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Tôi nhận đề tài: Tự động hoá trình sản xuất , đề tài mới, tỉng hỵp rÊt nhiỊu kiÕn thøc vỊ lÜnh vùc tù động hoá Tôi có hội học tập thực hành ba tháng thiết bị mô hình sản xuất PRODUCTIS công nghệ PLC, khí nén, biến tần Qua trình thực đề tài đà học tập nhiều kiến thức thực tế Để giải nhiệm vụ đề tài đà nghiên cứu vấn đề sau: Mô hình hoá trình sản xuất kỹ thuật tương tự kỹ thuất số Nghiên cứu lý thuyết thực hành loại cảm biến Nghiên cứu lý thuyết thực hành PLC Nghiên cứu hệ thống tự động hoá trình đóng viên vào lọ PRODUCTIS hÃng Schneider Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp PGS TS Lê Văn Doanh đà nhiệt tình giúp đỡ hoàn thành đề tài Lời nói đầu Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Mục lục trang Lời nói đầu Mục lục Chương Đại cương tự động hoá trình sản xuất 1.1 Các khái niệm chung 1.2 Điều khiển tương tự điều khiển số 11 1.2.1 So sánh điều khiển tương tự điều khiển số 11 1.2.2 Bài toán đặt đối víi ®iỊu khiĨn QTSX 14 1.3 HƯ thống điều khiển số . 16 1.4 Hàm truyền cđa hƯ thèng ®iỊu khiĨn sè 18 1.5 TÝch ph©n sè : phÐp tỉng .……………………………… 19 1.6 Đạo hàm số . 21 1.7 Đạo hàm số có lọc 22 1.8 PID sè ……………………………………… 23 1.9 BËc cđa hƯ thèng ®iỊu khiĨn sè 25 1.10 Dạng chuẩn hàm truyền số 26 1.11 Đối tượng ®iỊu khiĨn sè……………………………… 27 1.12 KÕt ln 27 Muc lục Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Chương kháI niệm cảm biển hệ thống công nghiệp 29 2.1 Định nghĩa 29 2.2 Phân loại cảm biến 30 2.2.1 Theo nguyên lý chuyển đổi đáp ứng kích thích 31 2.2.2 Theo dạng kích thích 31 2.2.3 Theo tích cảm biến 32 2.2.4 Theo phạm vi sử dụng cảm biến 32 2.2.5 Theo thông số mô hình mạch thay 33 2.3 Các loại cảm biến tiếp cận 33 2.3.1 Định nghĩa 33 2.3.2 Giới thiệu số loại cảm biến tiếp cận điện cảm, điện dung 33 2.4 C¶m tiÕp cËn quang häc……………………………………… 41 2.4.1 Bè trÝ cảm biến nguồn phát 41 2.5 Sợi quang hệ thống cảm biến đo lường điều khiển 46 2.5.1 Sự truyền ánh sáng sợi quang 46 2.5.2 Nguyên lý làm việc cảm biến sợi quang 46 2.6 Cảm biến thông minh 47 Muc lục Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp 2.7 Kết luận 49 Chương Giới thiệu chung điều khiển logic khả trình ( PLC ) 50 3.1 Khái niƯm vỊ PLC…………………………………………… 50 3.2 KiÕn tróc mét «t«mat lËp tr×nh……………………………… 51 3.3 LËp tr×nh cho PLC TSX micro……………………………… 58 3.3.1 Các bước lập trình 58 3.3.2 Các khái niệm ngôn ngữ lập trình 59 3.3.3 Các địa đối tượng bit ngõ vào / 60 3.3.4 ứng dụng ngôn ngữ lập trình 62 3.4 Kết luận 69 Chương điều khiển trình máy đóng viên 70 4.1 Giới thiệu chung máy đóng viên 70 4.2 Danh mục thiết bị Productis 71 4.3 Cấu trúc chương trình viết ngôn ngữ PL7 80 4.3.1 Phiên phần mềm 80 4.3.2 Lập trình cho Productis 81 4.3.3 áp dụng cho Productis 83 4.3.4 Phân tích ứng dụng đoạn chương trình 84 4.4 Mô ®un lu ®å CHART……………………………………… 87 Muc lơc Khoa ®iƯn Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp 4.5 Kết luận 93 Phục lục 95 Tài liệu tham khảo 107 Muc lục Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Chương Đại cương Tự động hoá trình sản xuất 1.1 Những khái niệm chung Quá trình sản xuất ( QTSX ) trình chế biến từ nguyên vật liệu thô thành sản phẩm hàng hoá hoàn chỉnh Nguyên vật liệu đa dạng ví dụ kim loại, chất dẻo, thuỷ tinh, hoá chất sản phẩm bao gồm nhiều loại, từ hàng tiêu dùng đến máy móc khác Ta biểu diễn QTSX thành sơ đồ khối sau ( Hình 1.1 ): Nguyên vật liệu thô QTSX Sản phẩm Hình 1.1 Sơ đồ khối trình sản xuất QTSX bao gồm nhiều công đoạn, gia công theo nhiều công nghệ cắt gọt kim loại, đúc, rèn rập, hàn, sơn phủ Nói chung QTSX gồm công đoạn chính: - Thiết kế sản phẩm - Lập kế hoạch sản xuất - Sản xuất Cả công đoạn tự động hoá với trợ giúp máy tính Trong công đoạn kỹ thuật CAD ( Computer Aided Design ) cho phép thiết kế sản phẩm tốt đáp ứng với yêu cầu sản xuất Chương Đại cương tự động trình sản xuất Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nhiệp chỉnh sửa phần mềm hệ thống hoạt động không bình thường biết cách vận hành hệ thống, bảo dưỡng toàn hệ thống Thông qua đề tài có điều kiện hiểu biết sâu sắc điều khiển trình sản xuất phức tạp Chương Điều khiển trình máy đóng viên 94 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Phục lục A Các địa mà cảm biến, van điện từ Phục lục 95 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Phục lục 96 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Phục lục 97 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp B Partie commande Phục lục 98 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Phục lục 99 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Phục lục 100 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Phục lục 101 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Phục lục 102 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Phục lục 103 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Phục lục 104 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Phục lục 105 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp C Các mà địa cảm biến van khí nén Phục lục 106 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Tài liệu tham khảo lê Văn Doanh - Phạm Thượng Hàn - Nguyễn Văn Hòa - Võ Thạch Sơn - Đoàn Văn Tân cảm biến kỹ thuật đo lường điều khiển nhà xuất khoa học kỹ thuật hà nội - 2007 Dương Binh Trí Cảm biến ứng dụng Nhà xuất khoa học kỹ thuất hà nội - 2001 GS TS Trần Văn Địch Tự động hóa sản xuất Nhà xuất khoa học kỹ thuật hà nội - 2006 productis Giáo trình kỹ thuật Hà nội - 2005 reference manual PL7 Micro/Junior/Pro Detailaied description of Instruction and Funtions TSX DR PL7 xx eng Trần Thế San ( biên dịch ) - TS Nguyễn Ngọc Phương ( hiệu đính ) Khoa khí chế tạo máy trường đại học sư ph¹m kü tht Hcm Híng DÉn ThiÕt kÕ m¹ch & lập trình plc Nhà xuất đà nẵng - 2005 Biên dịch: Tăng Văn Mùi Hiệu đính: TS Nguyễn Tiến Dũng Tài liệu tham khảo 107 Khoa điện Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp Khoa khí chế tạo máy học sư phạm kỹ thuật hồ chí minh Điều khiển Logic lập trình plc Nhà xuất thống kê - 2006 Productis manuel de travaux pratiques BAC Schneider Electric France - 2001 Tµi liƯu tham kh¶o 108 ... phép tự động hoá phân xưởng sản xuất tự động hoá toàn trình sản xuất Con đường phát triển kỹ thuật đường giải phóng người khỏi tham gia trực tiếp vào trình sản xuất Tỷ lệ lao động sống sản xuất. .. đất nước trở thành nước công nghiệp hoá, đại hoá Trong môi trường xí nghiệp công nghiệp cần thiết tự động hoá cho phần xưởng sản xuất Tự động hoá trình sản xuất xu hướng phát triển tất yếu kỹ... đích giảm chi phí lao động cải thiện điều kiện sản xuất Tự động hoá giai đoạn phát triển kỹ thuất ngày đà đạt thành tựu to lớn Hiện nay, nhiều trình sản xuất đà tự động hoá hoàn toàn, người có