Thiết kế hệ thống điều khiển xe nâng tổng đoạn trong công nghệ đóng tàu thủy

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ NGUYỄN CHÍ DŨNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN XE NÂNG TỔNG ĐOẠN TRONG CƠNG NGHỆ ĐĨNG TÀU THỦY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Đà Nẵng - Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ NGUYỄN CHÍ DŨNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN XE NÂNG TỔNG ĐOẠN TRONG CƠNG NGHỆ ĐĨNG TÀU THỦY Chun ngành : KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Mã số : 8.52.01.14 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN XUÂN TÙY Đà Nẵng - Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn NGUYỄN CHÍ DŨNG MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài : Mục tiêu nghiên cứu : Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu : Phƣơng pháp nghiên cứu : .2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn: .2 Cấu trúc luận văn: CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Phƣơng pháp đóng tàu : 1.1.1 Khái niệm tàu thủy : 1.1.2 Phƣơng pháp đóng tàu theo module : .6 1.2 Ghép nối tổng đoạn : .9 1.2.1.Khái niệm: 1.2.2 Quy trình đấu đà : 11 1.3 Các thiết bị dùng ghép nối tổng đoạn : 14 1.4 Hệ truyền động ô tô: 17 1.4.1 Hệ thống truyền động cầu trƣớc (FWD): 18 1.4.2 Hệ thống truyền động cầu sau (RWD): 19 1.4.3 Hệ thống truyền động bánh toàn thời gian bán thời gian: 20 1.5 Kết luận chƣơng 1: 22 CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH PHƢƠNG ÁN HOẠT ĐỘNG CỦA XE NÂNG TỔNG ĐOẠN 23 2.1 Tổng quan xe nâng tổng đoạn: 23 2.1.1 Sơ đồ : 23 2.1.2 Thông số: 24 2.1.3 Chức : 24 2.1.4 Ứng dụng: .24 2.2 Phƣơng pháp di chuyển xe: 24 2.2.1 Phân tích sơ đồ thủy lực: 24 2.2.1 Phƣơng pháp di chuyển xe thẳng: .26 2.2.3 Phƣơng pháp di chuyển xe theo vô lăng: 26 2.2.4 Phƣơng pháp di chuyển xe xiên theo góc cho trƣớc: 30 2.2.5 Phƣơng pháp di chuyến xe quay quanh tâm xe : 31 2.2.6 Phƣơng pháp di chuyến xe quay quanh cabin xe : .32 2.3 Phƣơng án nâng hạ xe : .33 2.3.1 Phân tích phƣơng án: 33 2.3.2 Phƣơng án kiểm tra góc nâng : .34 2.3.3 Phƣơng án lắp đặt: 34 2.4 Lựa chọn hệ thống điều khiển: 35 2.4.1 Hệ thống PLC: 35 2.4.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển : .38 2.5 Kết luận chƣơng 2: 43 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC MITSHUBISHI 44 3.1 Giới thiệu phần mềm lập trình: 44 3.1.1 Phần mềm GX Developer : 44 3.1.2 Phần mềm lập trình HMI GT Designer : 46 3.2 Lập trình hmi: 49 3.3 Sơ đồ tủ điện: 54 3.3.1 Tủ master : Tủ điện Master điều khiển cho cabin 54 3.3.2.Tủ slaver : điều khiển cụm bánh bên trái cabin 02 56 3.3.3 Tủ slaver : Tủ điện Slaver điều khiển cho cabin 57 3.3.4.Tủ slaver : điều khiển cụm bánh bên trái cabin 01 59 3.3 Một số hình ảnh trình hoạt động xe: 60 KẾT LUẬN PHỤ LỤC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN XE NÂNG TỔNG ĐOẠN TRONG CÔNG NGHỆ ĐĨNG TÀU THỦY Học viên: Nguyễn Chí Dũng Mã số: 8.52.01.14 Khóa: K32 Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ Điện Tử Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt : Nghành cơng nghiệp đóng tàu thủy đƣợc hình thành từ thời Pháp thuộc trải qua nhiều nhiều thời kỳ phát triển từ hình thức ban đầu phục vụ nhu cầu sửa chữa tàu thực dân Pháp đến đóng tàu với trọng tải hàng ngàn với trang bị đại Tuy nhiên gặp nhiều khó khăn cơng đoạn đóng ngành đóng tàu q phụ thuộc vào kỹ thuật công nghệ nƣớc phát triển.Đặc biệt cơng tác lắp ráp chi tiết, tổng đoạn với Hiện có nhiều thiết bị, hệ thống phục vụ cho công tác nhƣng phụ thuộc hoàn toàn vào hãng sản xuất nƣớc ngồi, đơn cử xe nâng tổng đoạn chuyên dụng cho việc di chuyển rắp láp tổng đoạn Xuất phát nhu cầu thực tế nêu trên, ngƣời nghiên cứu chọn đề tài : “Thiết kế hệ thống điều khiển xe nâng tổng đoạn cơng nghệ đóng tàu thủy” Hệ thống điều khiển đáp ứng đƣợc chức hoạt động xe : Di chuyển xe theo vô lăng, di chuyển xe theo phƣơng xiên góc 00 đến 900, xoay quanh tâm xe cabin.Chức nâng hạ dàn xe, nâng hạ trƣớc sau dàn xe, nâng hạ nghiêng bên xe.Giám sát hoạt động bánh xe, dàn xe trình hoạt động DESIGNING VEHICLE CONTROLS SURFACE IN SHIPBUILDING TECHNOLOGY Summary: The shipbuilding industry, which was formed during the French colonial period, experienced many developmental stages from its original form, only serving the needs of repairing ships of French colonialism Thousands of tonnage vessels with modern equipment However, there are also many difficulties in the newbuilding due to the dependence on the technology of developed countries.Especially in the assembly of the details, the total paragraph together There are many equipment and systems available for this task, but it depends entirely on the foreign manufacturers, for example, a forklift truck dedicated to moving and assembling the segments Based on the actual demand, the researcher chose the project "Design of Forklift Control System in Shipbuilding Technology" Control system to meet the functions of the car: Move the car on the steering wheel, move the car in any angle at any angle from 00 to 900, around the center of the car and cabin , lift before the car staging, raising and lowering one side of the car.Monitoring the operation of the wheel, staging vehicles during the operation DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Kết cấu chung thân tàu Hình 1.2 Các kết cấu tổ hợp tàu .5 Hình 1.3: Phân đoạn tàu thành module 10 Hình 1.4: Mặt cắt phân đoạn tàu .10 Hình 1.5: Các phân đoạn tàu 11 Hình 1.6: Xe triền bố trí điểm kê tổng đoạn tàu .12 Hình 1.7: Sơ đồ đấu nối 12 Hình 1.8: Thân vỏ tầu sau hồn tất đấu đà 14 Hình 1.9: Cẩu trục dầm đơi 15 Hình 1.10: Cổng trục 150T chữ A 16 Hình 1.11: Dàn xe TTS (dàn xe dịch chuyển ) 16 Hình 1.12: Xe nâng tổng đoạn .17 Hình 1.13: Hệ thống truyền động FWD 18 Hình 1.14: Hệ thống truyền động RWD 20 Hình 1.15: Bộ vi sai trung tâm hệ thống AWD “Quattro” Audi .21 Hình 1.16:Mơ tả hộp truyền động 21 Hình 1.17:Sơ đồ hệ thống dẫn động 4WD Mitsubishi Pajero Sport 22 Hình 2.1: Hình chiều đứng xe .23 Hình 2.2: Hình chiếu cạnh xe 23 Hình 2.3: Sơ đồ thủy lực xoay bánh 25 Hình 2.4 : Góc xắp xếp bánh xe di chuyển thẳng 26 Hình 2.5: Vị trí lắp đặt Encoder góc xoay bánh 26 Hình 2.6: Vị trí góc xoay bánh ô tô 27 Hình 2.7: Vị trí góc xoay bánh theo phƣơng pháp bánh 28 Hình 2.8: Vị trí góc xoay bánh theo phƣơng pháp bánh 28 Hình 2.9: Vị trí bánh theo cabin 29 Hình 2.10: Bánh xiên theo góc .30 Hình 2.11: Góc bánh quay quanh tâm xe 31 Hình 2.12: Góc bánh quay quanh tâm xe 32 Hình 2.13: Sơ đồ hệ thống thủy lực điều khiển nâng hạ xe 33 Hình 2.14: Vị trí lắp đặt Encoder nâng hạ .34 Hình 2.15 : Nguyên lý hoạt động PLC 37 Hình 2.16: PLC Mitsubishi FX2N-32MR .38 Hình 2.17 : Màn hình HMI F940 41 Hình 2.18 : FX2N-4AD 42 Hình 2.19 : FX2N-16ccl-M 43 Hình 2.20 : FX2N-32ccl 43 Hình 2.21 : Cách kết nối truyền thông Master-Slaver 43 Hình 3.1 : Màn hình GX-Developer 44 Hình 3.2 : Thanh menu GX-Developer 44 Hình 3.3 : Thanh công cụ GX-Developer .45 Hình 3.4 : Các lệnh GX-Developer .45 Hình 3.5 : Cách viết chƣơng trình 45 Hình 3.6 : Thiết lập kết nối PLC 46 Hình 3.7 : Giao diện phần mềm 46 Hình 3.8 : Thanh menu phần mềm 46 Hình 3.9 : Thanh cơng cụ phần mềm 47 Hình 3.10 : Thanh cơng cụ Figure phần mềm .47 Hình 3.11 : Kết nối với hình phần mềm 47 Hình 3.12 : Kết nối với hình với memory card .48 Hình 3.13 : Màn hình 49 Hình 3.14 : Màn hình chế độ xoay 49 Hình 3.15 : Màn hình chế độ xoay quanh cabin 50 Hình 3.16 : Màn hình chế độ xoay quanh tâm 1800 51 Hình 3.17 : Màn hình chế độ nâng 52 Hình 3.18 : Màn hình chế độ lái 53 Hình 3.19 : Sơ đồ tủ điện Master 54 Hình 3.20 : Sơ đồ tủ điện Slaver 01 56 Hình 3.21 : Sơ đồ tủ điện Slaver 02 57 Hình 3.22 : Sơ đồ tủ điện Slaver 03 59 Hình 3.23 : Góc bánh xe theo vơ lăng 60 Hình 3.24 : Xe di chuyển qua góc hẹp 61 Hình 3.25 : Xe di chuyển thẳng đƣờng hẹp 61 Hình 3.26 : Xếp bánh di chuyển thẳng 62 Hình 3.27 : Xe di chuyển xoay 62 Hình 3.28 : Xe hạ xuống để mang tải 63 DANH MỤC BẢNG Bảng : Giá trị góc bánh xoay 29 Bảng : Giá trị góc bánh xoay quanh tâm xe .31 Bảng : Giá trị góc bánh xoay quanh cabin xe .32 Bảng : thông số PLC FX series 38 Bảng 5: Danh sách ghi hình .49 Bảng 6: Danh sách ghi hình xoay 50 Bảng 7: Danh sách ghi hình xoay cabin 50 Bảng 8: Danh sách ghi hình xoay tâm 1800 .51 Bảng 9: Danh sách ghi hình nâng 52 Bảng 10: Danh sách ghi hình lái 53 Bảng 11: Danh sách địa vào PLC Master 55 Bảng 12: Danh sách địa vào PLC Slaver 56 Bảng 13: Danh sách địa vào PLC Slaver 58 Bảng 14: Danh sách địa vào PLC Slaver 60 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài : Ngày khoa học công nghệ ngành chủ đạo công nghiệp quốc gia giới, sản phẩm đƣợc tạo yêu cầu khắt khe mặt kỹ thuật, thẩm mỹ cịn địi hỏi giảm chi phí giá thành thành phẩm Do với phát triển ngày cao khoa học kỹ thuật, hàng loạt máy móc cơng nghệ đời ghóp phần nâng cao chất lƣợng sản phẩm, giảm chi phí nhân cơng, đẩy nhanh tiến độ ghóp phần giảm giá thành sản phẩm Hiện công nghiệp nƣớc ta áp dụng nhiều kỹ thuật công tác sản xuất, nhƣng với non trẻ hội nhập kinh tế, cơng nghiệp cịn phụ thuộc nhiều vào khoa học kỹ thuật nƣớc phát triển Tiêu biểu ngành cơng nghiệp đóng tàu thủy Nghành cơng nghiệp đóng tàu thủy đƣợc hình thành từ thời Pháp thuộc trải qua nhiều nhiều thời kỳ phát triển từ hình thức ban đầu phục vụ nhu cầu sửa chữa tàu thực dân Pháp đến đóng tàu với trọng tải hàng ngàn với trang bị đại Tuy nhiên gặp nhiều khó khăn cơng đoạn đóng ngành đóng tàu q phụ thuộc vào kỹ thuật cơng nghệ nƣớc phát triển Đặc biệt công tác lắp ráp chi tiết, tổng đoạn với Hiện có nhiều thiết bị, hệ thống phục vụ cho cơng tác nhƣng phụ thuộc hồn tồn vào hãng sản xuất nƣớc ngoài, đơn cử xe nâng tổng đoạn chuyên dụng cho việc di chuyển rắp láp tổng đoạn Hiện có nhiều đơn vị đóng tàu nƣớc sử dụng loại xe Tuy nhiên lệ thuộc hồn tồn vào hãng sản xuất khó khăn việc sửa chữa hay bảo dƣỡng có cố Xuất phát nhu cầu thực tế nêu trên, ngƣời nghiên cứu chọn đề tài : “Thiết kế hệ thống điều khiển xe nâng tổng đoạn cơng nghệ đóng tàu thủy” để nghiên cứu thực luận văn Mục tiêu nghiên cứu : Đề tài : “Thiết kế hệ thống điều khiển cho xe nâng tổng đoạn cơng nghệ đóng tàu thủy” hƣớng tới mục tiêu sau :  Làm chủ công nghệ, không lệ thuộc vào hãng sản xuất  Sử dụng thiết bị có sẵn thị trƣờng Việt Nam làm giảm giá thành đầu tƣ bảo dƣỡng  Thay hệ thống điều khiển tay, khơng kiểm sốt chế độ hoạt động hệ thống điều khiển tự động, giám sát toàn hệ thống trình vận hành tạo điều kiện thuận lợi cho ngƣời điều khiển M250 M251 M266 M270 M274 4954 CMP D84 D85 M142 MOV D85 D86 MOV D85 D86 M143 M142 INC D85 RST M251 M142 M144 M144 MOV D85 DEC M0 M15 M1 D86 D85 M40 4998 TO K0 H1E0 D85 K2 TO K0 H1E8 D85 K2 TO K0 H1F8 D85 K2 M41 M42 M8000 5034 M231 = D85 K20 MOV K92 D77 MOV K95 D76 MOV K87 D77 MOV K85 D76 MOV K94 D77 MOV K98 D76 MOV K85 D77 MOV K80 D76 MOV K96 D77 MOV K102 D76 MOV K82 D77 MOV K75 D76 MOV K97 D77 MOV K104 D76 MOV K80 D77 MOV K70 D76 MOV K98 D77 MOV K107 D76 MOV K77 D77 MOV K65 D76 M231 M231 = D85 K21 M231 M231 = D85 K22 M231 M231 = D85 K23 M231 M231 = D85 K24 M231 M8000 5185 M231 = D85 K25 MOV K100 D77 MOV K109 D76 MOV K74 D77 MOV K60 D76 MOV K101 D77 MOV K111 D76 MOV K71 D77 MOV K55 D76 MOV K102 D77 MOV K113 D76 MOV K68 D77 MOV K50 D76 MOV K103 D77 MOV K115 D76 MOV K64 D77 MOV K45 D76 M231 M231 = D85 K26 M231 M231 = D85 K27 M231 M231 = D85 K28 M231 M8000 5306 M231 = D85 K29 MOV K104 D77 MOV K116 D76 MOV K60 D77 MOV K40 D76 MOV K105 D77 MOV K118 D76 MOV K55 D77 MOV K35 D76 MOV K106 D77 MOV K119 D76 MOV K50 D77 MOV K30 D76 MOV K107 D77 MOV K121 D76 MOV K43 D77 MOV K25 D76 M231 M231 = D85 K30 M231 M231 = D85 K31 M231 M231 = D85 K32 M231 M8000 5427 M231 = D85 K33 MOV K108 D77 MOV K123 D76 MOV K36 D77 MOV K20 D76 MOV K109 D77 MOV K124 D76 MOV K28 D77 MOV K15 D76 MOV K110 D77 MOV K126 D76 MOV K20 D77 MOV K10 D76 MOV K111 D77 MOV K128 D76 MOV K5 D77 MOV K5 D76 MOV K112 D77 MOV K130 D76 MOV K0 D77 MOV K0 D76 M231 M231 = D85 K34 M231 M231 = D85 K35 M231 M231 = D85 K36 M231 M231 = D85 K37 M231 M8000 5578 M231 = D85 K18 MOV K85 D76 MOV K87 D77 MOV K95 D76 MOV K92 D77 MOV K80 D76 MOV K85 D77 MOV K98 D76 MOV K94 D77 MOV K75 D76 MOV K82 D77 MOV K102 D76 MOV K96 D77 MOV K70 D76 MOV K80 D77 MOV K104 D76 MOV K97 D77 M231 M231 = D85 K17 M231 M231 = D85 K16 M231 M231 = D85 K15 M231 M8000 5699 M231 = D85 K14 MOV K65 D76 MOV K77 D77 MOV K107 D76 MOV K98 D77 MOV K60 D76 MOV K74 D77 MOV K109 D76 MOV K100 D77 MOV K55 D76 MOV K71 D77 MOV K111 D76 MOV K101 D77 M231 M231 = D85 K13 M231 M231 = D85 K12 M231 M8000 5790 M231 = D85 K11 MOV K50 D76 MOV K68 D77 MOV K113 D76 MOV K102 D77 MOV K45 D76 MOV K64 D77 MOV K115 D76 MOV K103 D77 MOV K40 D76 MOV K60 D77 MOV K116 D76 MOV K104 D77 MOV K35 D76 MOV K55 D77 MOV K118 D76 MOV K105 D77 M231 M231 = D85 K10 M231 M231 = D85 K9 M231 M231 = D85 K8 M231 M8000 5911 M231 = D85 K7 MOV K30 D76 MOV K50 D77 MOV K119 D76 MOV K106 D77 MOV K25 D76 MOV K43 D77 MOV K121 D76 MOV K107 D77 MOV K20 D76 MOV K36 D77 MOV K123 D76 MOV K108 D77 MOV K15 D76 MOV K28 D77 MOV K124 D76 MOV K109 D77 M231 M231 = D85 K6 M231 M231 = D85 K5 M231 M231 = D85 K4 M231 M8000 6032 M231 = D85 K3 MOV K10 D76 MOV K20 D77 MOV K126 D76 MOV K110 D77 MOV K5 D76 MOV K5 D77 MOV K128 D76 MOV K111 D77 MOV K0 D76 MOV K0 D77 MOV K130 D76 MOV K112 D77 M231 M231 = D85 K2 M231 M231 = D85 K1 M231 M106 = 6123 D85 K19 SET M94 M96 M106 M95 MOV K90 D76 MOV K90 D77 M97 M106 6146 >= D190 K92 SET M94 = D191 K92 SET M96 D76 D190 SET M131 < D76 D190 SET M130 > D77 D191 SET M133 < D77 D191 SET M132 M250 M130 6287 Y000 >= D76 D190 RST M130 M131 Y001 = D77 D191 RST M132 M133 Y003 K90 D193 SUB K90 D193 D33 M181 < K90 D193 = K90 D193 > K90 D190 SUB D193 MOV SUB K90 K90 D33 K0 D33 D190 D34 M179 < K90 D190 = K90 D190 > K90 D191 SUB D190 MOV SUB K90 K90 D34 K0 D34 D191 D36 M180 < K90 D191 = K90 D191 > K90 D194 SUB D191 MOV SUB K90 K90 D36 K0 D36 D194 D35 M182 < K90 D194 = K90 D194 > K90 D188 SUB D194 MOV SUB K90 K90 D35 K0 D35 D188 D39 M191 < K90 D188 = K90 D188 > K90 D197 SUB D188 MOV SUB K90 K90 D39 K0 D39 D197 D38 M192 < K90 D197 = K90 D197 SUB D197 MOV K90 D38 K0 D38 M231 6571 > K90 D187 SUB K90 D187 D94 M193 < K90 D187 = K90 D187 > K90 D196 SUB D187 MOV SUB K90 K90 D94 K0 D94 D196 D95 M194 M231 < K90 D196 = K90 D196 M250 SUB D196 MOV K90 D95 K0 D95 X016 6648 M196 X017 M197 M196 M60 M231 >= 6656 M197 M207 D54 X024 K400 Y020 M231 M204 M203 M381 M196 6673 M231 M204 M381 M197 6679 M231 M203 SET Y016 RST Y016 M8000 6685 > D54 = D54 D54 K2500 < D54 K10240 MOV M168 D40 ADD D40 K250 D44 SUB D40 K250 D45 K2500 D40 K2500 MOV ADD D40 K250 D44 SUB D40 K250 D45 K10240 D40 K10240 MOV ZCP D54 ADD D40 K100 D44 SUB D40 K100 D45 D44 D56 M168 D45 Y007 Y006 M170 Y006 Y007 M8000 6784 CALL P0 6788 SRET 6789 END ... ? ?Thiết kế hệ thống điều khiển xe nâng tổng đoạn cơng nghệ đóng tàu thủy? ?? để nghiên cứu thực luận văn Mục tiêu nghiên cứu : Đề tài : ? ?Thiết kế hệ thống điều khiển cho xe nâng tổng đoạn công nghệ. .. ĐỘNG ĐỂ ĐIỀU KHIỂN XE Nghiên cứu kết cấu xe nâng tổng đoạn DCY100, sơ đồ thủy lực điều khiển xe sơ đồ thủy lực nâng hạ xe để đƣa phƣơng án vận hành xe CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN... cử xe nâng tổng đoạn chuyên dụng cho việc di chuyển rắp láp tổng đoạn Xuất phát nhu cầu thực tế nêu trên, ngƣời nghiên cứu chọn đề tài : ? ?Thiết kế hệ thống điều khiển xe nâng tổng đoạn cơng nghệ