Phân tích được yêu cầu công nghệ của trạm cấp phôi Ứng dụng tập lệnh lập trình trạm cấp phôi.. Phân tích được yêu cầu công nghệ của trạm kiểm tra Ứng dụng tập lệnh lập trình trạm kiểm[r]
(1)UBND TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT
GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-CĐN ngày … tháng … năm …… Hiệu trưởng trường Cao đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ BR – VT)
(2)TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Việc tổ chức biên soạn giáo trình Lắp đặt bảo trì hệ thống điện tử để phục vụ cho đào tạo chuyên ngành Cơ Điện Tử trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu cố gắng lớn người biên soạn Nội dung giáo trình xây dựng sở thưà kế nội dung mô đun giảng dạy nhà trường, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao tình hình nhằm nâng cao chất lượng đào tạo Là tài liệu tham khảo cho đội ngũ giáo viên học sinh – sinh viên nhà trường
Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo
(3)Lời Mở Đầu
Với phát triển khoa học kỹ thuật, tự động hoá ngày khơng gói gọn ngành khí, điện, điện tử, tin học… Mà kết hợp hài hoà tất ngành Chính kết hợp hài hịa tự động hóa đạt nhiều thành tựu cao
Để giúp cho người học sau hòan tất mơn học chun ngành tiếp cận với hệ thống sản xuất tự động từ ngồi ghế nhà trường, hãng Festo (Đức) chế tạo mơ hình trạm MPS (Modular Production System) Trạm MPS công cụ dạy học xem lý tưởng nhất, hệ thống gồm có trạm, q trình sản xuất gia cơng có tính chất liên tục, từ việc cấp phơi, gia cơng, lắp ráp đến phân lọai sản phẩm, gắn liền với trình sản xuất thực tế Trạm MPS kết hợp hài hoà điện, điện tử, khí, tin học, thuỷ lực, khí nén, kỹ thuật lập trình PLC, mơ phần mềm, giám sát hệ thống sản xuất phầm mềm WinCC…
1.Sinh viên sử dụng hệ thống có cho phép giáo viên 2.Đọc kỹ tài liệu hướng dẫn trước sử dụng
3.Chỉ phép kết nối ngắt dây nối tín hiệu nguồn điện tắt 4.Chỉ sử dụng điện áp tối đa lên đến 24V
5.Chỉ sử dụng nguồn khí có áp suất tối đa 8bar
6.Chỉ bật nguồn cấp khí việc kết nối thiết bị khí nén hồn tất 7.Ln theo dõi hệ thống nguồn cấp khí bật
(4)Mục Lục Trang
GIÁO TRÌNH
Lời Mở Đầu
Bài 1: Lắp đặt, lập trình điều khiển trạm cấp phôi
2 Lập bảng trạng thái
3 Vẽ sơ đồ kết nối plc với thiết bị ngoại vi 10
4 Xây dựng lưu đồ 11
Bài 2: Lắp đặt, lập trình điều khiển trạm kiểm tra 12
1 Phân tích yêu cầu cơng nghệ 1.1 Xác định tính chất vật liệu phôi 12
4.Họat động: 14
2 Lập bảng trạng thái 15
3 Vẽ sơ đồ kết nối plc với thiết bị ngoại vi 17
4 Xây dựng lưu đồ 19
Bài : Lắp đặt, lập trình điều khiển trạm băng tải 20
2 Lập bảng trạng thái 22
3 Vẽ sơ đồ kết nối plc với thiết bị ngoại vi 23
4 Xây dựng lưu đồ 25
(5)GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN Tên mơn học: Lắp đặt bảo trì hệ thống điện tử
Mã mơn học: MĐ22
Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun:
- Vị trí: Để học mơ đun này, người học phải có kiến thức kỹ kỹ thuật khí, đặc biệt kỹ thuật tháo lắp, lắp đặt điện, điều khiển khí nén, cảm biến lập trình PLC
- Tính chất: Mô đun chuyên môn nghề bắt buộc
- Ý nghĩa vai trị mơ đun: Cung cấp kiến thức cần thiết học đào tạo kỹ tự lập kế hoạch, tự thực tự kiểm tra
Mục tiêu môn học/mô đun: - Về kiến thức:
Phân tích yêu cầu công nghệ trạm cấp phôi Ứng dụng tập lệnh lập trình trạm cấp phơi
Phân tích yêu cầu công nghệ trạm kiểm tra Ứng dụng tập lệnh lập trình trạm kiểm tra
Phân tích u cầu cơng nghệ trạm băng tải Ứng dụng tập lệnh lập trình trạm băng tải
- Về kỹ năng:
(6)Bảo trì hệ thống trạm băng tải
- Về lực tự chủ trách nhiệm:
Người học có khả làm việc độc lập làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn học tập rèn luyện, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm công việc
Nội dung môn học/mô đun:
Bài 1: Lắp đặt, lập trình điều khiển trạm cấp phơi (DISTRIBUTION STATION)
Mục tiêu:
- Phân tích u cầu cơng nghệ trạm cấp phơi - Ứng dụng tập lệnh lập trình trạm cấp phôi
- Lắp đặt hệ thống trạm cấp phôi - Vận hành hệ thống trạm cấp phôi - Bảo trì hệ thống trạm cấp phơi
- Rèn luyện ý thức làm việc nhóm làm việc độc lập
1 Phân tích u cầu cơng nghệ
1.1 Chức năng:
(7)1.2.Trạm phân phối bao gồm module sau: -Ngăn chứa (stack magazine module)
-Module vận chuyển (changer module) -Module đẩy phôi (trolley)
-Bảng điều khiển (control console) -Board mạch PLC (PLC board) -Bàn lắp thiết bị (profile plate)
1.3 Vai trị số module trạm phân phối: -Module ngăn chứa phôi:
Tách phôi khỏi ngăn chứa xy lanh tác động kép (doubleacting cylinder), xy lanh đẩy phôi ngăn chứa vị trí để chuẩn bị vận chuyển Các phơi ngăn chứa hình trịn nhận biết cảm biến quang thu phát độc lập (optoelectronic sensor) (B4) Vị trí phôi đẩy nhận biết cảm biến tiệm can nam châm (magnetic proximity sensor) (1B1, 1B2)
-Module vận chuyển:
Là thiết bị sử dụng khí nén Phôi nhặt giác hút vận chuyển thiết bị quay Góc quay điều chỉnh từ đến 180 cách sử dụng thiết bị khí để cản lại Vị trí
cuối phát cơng tắc hành trình (limitted sensor) (3S1, 3S2) 1.4.Họat động:
- Điều kiện họat động:
(8)+ Cảm biến thu tín hiệu hồng ngoại (IP_FI) nhận biết trạm khơng bận + Người dùng nhấn nút Start (S1)
- Quy trình họat động: Nhấn nút Start:
+ Tay quay quay sang trạm
+ Piston đẩy phôi khỏi ngăn chứa + Tay quay quay trạm
+ Giác hút hút phôi
+ Tay quay quay sang trạm đồng thời piston đẩy phôi rút + Giác hút nhả phôi
+ Tay quay quay trạm 1, kết thúc chu trình Nhấn nút Stop: Hệ thống ngừng họat động Nhấn nút Reset:
+ Piston vị trí ngịai + Giác hút nhả phôi + Tay quay trạm
Thể dạng ký hiệu: Piston đẩy phôi (A):
A+: Piston rút vào (phôi bị đẩy ra) A-: Piston
Tay quay (B):
B+: Tay quay quay sang trạm B-: Tay quay quay trạm Giác hút (C):
C+: Giác hút hút phôi C-: Giác hút nhả phơi Chu trình:
(9)2 Lập bảng trạng thái
Kí hiệu địa Mức logic trạng
thái bình thường Chức
1B2 I0.1 Cảm biến tiệm phôi chưa đẩy 1B1 I0.2 Cảm biến tiệm cận phôi
đẩy
2B1 I0.3 Cảm biến áp suất chân không Cho biết đủ áp suất chân không để hút phơi
3S1 I0.4 Cơng tắc hành trình điện Cho biết tay quay trạm
3S2 I0.5 Cơng tắc hành trình điện Cho biết tay quay sang trạm
B4 I0.6 Cảm biến quang thu pht độc lập Cho biết phơi có ngăn chứa
IP_FI I0.7 Cảm biến quang thu tín hiệu hồng ngoại nhận biết trạm bận
S1 I1.0 Nt nhấn Start
S2 I1.1 Nt nhấn Stop
S3 I1.2 Công tắc chọn chế độ
S4 I1.3 Nt nhấn Reset
1Y1 Q0.0
Cuộn dy 1V1, điều khiển xylanh đẩy phôi từ ngăn chứa Khi bị tác động phơi bị đẩy khỏi ngăn chứa
2Y1 Q0.1 Cuộn dây 2V1, điều khiển logic hút Khi bị tác động gic ht ht phơi 2Y2 Q0.2 Cuộn dây 2V1, điều khiển logic hút
3Y1 Q0.3
(10)3Y2 Q0.4
Cuộn dây 3V1, điều khiển động tay quay Khi bị tác động tay quay quay sang trạm
H1 Q0.5 Đèn báo trạng thi Start
H2 Q0.6 Đèn báo trạng thi Reset
H3 Q0.7 Đèn báo có phơi ngăn chứa
3 Vẽ sơ đồ kết nối plc với thiết bị ngoại vi
CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CB6 CB7 CB8 S1 S2 S3 S4 3Y1
3Y2
2Y2 2Y1
1Y1
H3 H2
H1
1M 1l+ Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 2M 2L+ Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 M L+
(11)4 Xây dựng lưu đồ
Đưa tay quay qua phải
N
N
Y N
Đã xả hết ?
Coù workspiece kho ? xả hút chân không
Gặp cữ hành trình phải ?
Y Start
Đẩy workspiece 2s Đưa tay quay qua trái
Gặp cữ hành trình trái ? Bật hút chân khơng
Đủ áp hút chân không ?
Y
N
N
(12)Bài 2: Lắp đặt, lập trình điều khiển trạm kiểm tra
(TESTING STATION)
Mục tiêu:
- Phân tích u cầu cơng nghệ trạm kiểm tra - Ứng dụng tập lệnh lập trình trạm kiểm tra
- Lắp đặt hệ thống trạm kiểm tra - Vận hành hệ thống trạm kiểm tra - Bảo trì hệ thống trạm kiểm tra
- Rèn luyện ý thức làm việc nhóm làm việc độc lập
1.Phân tích u cầu cơng nghệ
1.1 Xác định tính chất vật liệu phơi (workpiece material characteristics) - Xác định chiều cao phôi (workpiece height)
- Loại phôi không đạt
- Chuyển phôi đạt tiêu chuẩn (standard workpiece) tới trạm
1.2.Trạm kiểm tra bao gồm module sau: - Module cảm biến (sensor module)
- Module nâng (lifting module) - Module đo lường (measuring module)
- Module băng trượt (slide module) - Module bảng điều khiển board mạch PLC (control console and PLC board module)
- Bàn lắp thiết bị (profile plate) 1.3 Vai trị số module trạm kiểm tra:
- Module nhận biết phôi :
(13)sensor) (Part_AV) xác định có phơi
+ Cảm biến tiệm cận điện dung (capacitive proximity sensor) (B2) xác định phôi kim loại hay phi kim
- Module nâng:
+ Khi phôi kim lọai, phôi nâng lên nâng để kiểm tra
+ Cơ cấu nâng gồm xylanh khơng có trục xylanh chuyên dùng để đẩy phôi
+ Các ống dẫn khí nén (plastic tubing) cung cấp khí cho xylanh dây dẫn điện (cho van điện) nằm chung cáp dẫn
+ Cuối hành trình xylanh nâng nhận biết tiệm cận nam châm (magnetic proximity sensor) (1B1, 1B2)
- Module đo lường:
Bộ đo gồm cảm biến nhận tín hiệu dạng tương tự (B5) để xác
định chiều cao phôi Nguyên tắc hoạt động dựa đo tuyến tính
(linear measurer) với chia điện áp Một phận giảm chấn gắn đo để giảm chấn cho xy lanh nâng nâng phôi lên Giá trị đo tương tự số hóa thơng qua so sánh Tín hiệu tương tự chuyển đến PLC thơng qua kết nối
(14)Băng trượt có đệm khí có nhiệm vụ chuyển sản phẩm qua trạm
Băng trượt chứa sản phẩm lúc cửa chặn đóng lại Đệm khí
giảm tối thiểu ma sát sản phẩm bề mặt băng trượt sản phẩm trượt
cùng vận tốc
-Module băng trượt:
Băng trượt dùng để chuyển sản phẩm lỗi Băng trượt chứa sản phẩm lúc cửa chặn đóng lại Góc nghiêng băng trượt phải xác định thích hợp
4.Họat động:
- Điều kiện họat động:
+ Cảm biến quang (Part_Av) xác định có phơi
+ Cảm biến gương phản xạ (B4) xác định khơng có tay quay trạm + Cảm biến nhận tín hiệu hồng ngoại (IP_FI) nhận biết trạm không bận + Người dùng nhấn nút Start (S1)
- Quy trình họat động: Nhấn nút Start:
+ Cảm biến tiệm cận điện dung (B2) kiểm tra phôi kim loại (metal) hay phi kim (non_metal) + Nếu phôi không phù hợp (phi kim):
+ Piston đẩy phôi vào ngăn chứa phế phẩm + Piston rút về, kết thúc chu trình
+ Nếu phôi phù hợp (kim lọai):
+ Bộ nâng nâng vật lên để kiểm tra độ cao vật + Vật đạt độ cao:
+ Piston đẩy phơi đồng thời bật đệm khí
(15)+ Vật không đạt độ cao: + Hạ nâng xuống
+ Piston đẩy phôi vào ngăn chứa phế phẩm
+ Sau khỏang thời gian định trước, rút piston về, kết thúc chu trình - Nhấn nút Stop: Hệ thống ngừng họat động
- Nhấn nút Reset: +Bộ nâng +Piston +Đệm khí tắt
2 Lập bảng trạng thái
Kí hiệu địa Mức logic trạng
thái bình thường Chức Part
AV I0.0
Cảm biến quang thu phát độc lập nhận biết có phơi ngăn chứa
B2 I0.1
Cảm biến tiệm cận điện dung dùng để phân biệt phơi kim loại hay phi kim (tich cuc phoi la kim loai)
B4 I0.2
Cảm biến gương phản xạ nằm phía phơi xác định khơng có tay quay trạm
B5 I0.3
Cảm biến tương tự xác định chiều cao phơi, ngõ tích cực phơi đủ độ cao
1B1 I0.4 Cảm biến tiệm cận nam châm nhận biết nâng vị trí 1B2 I0.5 Cảm biến tiệm cận nam châm nhận
(16)2B1 I0.6 Cảm biến tiệm cận nam châm nhận biết piston đẩy phôi rút IP_FI I0.7 Cảm biến quang thu tín hiệu hồng
ngoại nhận biết trạm bận
S1 I1.0 Nút nhấn Start
S2 I1.1 Nút nhấn Stop
S3 I1.2 Công tắc chọn chế độ
S4 I1.3 Nút nhấn Reset
1Y1 Q0.0 Cuộn dây 1V1, bị tác động điều khiển piston đưa nâng xuống 1Y2 Q0.1 Cuộn dây 1V1, bị tác động
điều khiển piston đưa nâng lên 2Y1 Q0.2 Cuộn dây 2V1, bị tác động
điều khiển piston đẩy vật
3Y1 Q0.3 Cuộn dây 3V1, bị tác động cung cấp khí thổi vật
IP_N
FO Q0.7
Cảm biến quang phát tín hiệu hồng ngoại báo trạm bận
H1 Q1.0 Đèn báo trạng thi Start H2 Q1.1 Đèn báo trạng thi Reset
H3 Q1.3
(17)3 Vẽ sơ đồ kết nối plc với thiết bị ngoại vi
CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CB6 CB7 CB8 S1 S2 S3 S4 3Y1
3Y2
2Y2 2Y1
1Y1
H3 H2
H1
1M 1l+ Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 2M 2L+ Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 M L+
(18)(19)(20)Bài : Lắp đặt, lập trình điều khiển trạm băng tải
( BUFFER STATION) Mục tiêu:
- Phân tích yêu cầu công nghệ trạm băng tải - Ứng dụng tập lệnh lập trình trạm băng tải
- Lắp đặt hệ thống trạm băng tải - Vận hành hệ thống trạm băng tải - Bảo trì hệ thống trạm băng tải
- Rèn luyện ý thức làm việc nhóm làm việc độc lập
1 Phân tích u cầu cơng nghệ
- Trạm trung gian vận chuyển phôi -Tách rời (separate out) phôi 2.Trạm Handling bao gồm module sau:
-Module băng tải (buffer conveyor module)
-Module bảng điều khiển board mạch PLC (control console and PLC board module)
-Bàn lắp thiết bị (profile plate)
3.Vai trò số module trạm Buffer:
(21)các phôi xa Một phôi qua sau thiết bị giới hạn khơng có phơi Thiết bị giới hạn tác động xy lanh hành trình ngắn
- Module băng tải vận chuyển:
Được sử dụng để vận chuyển phôi Các phơi bị cản lại tách rời xy lanh hành trình ngắn Băng tải điều khiển động bánh chiều
4.Quy trình họat động: -Điều kiện họat động: +Có phơi đầu băng tải +Trạm không bận
+Người dùng nhấn nút Start (S1) -Quá trình họat động:
Nhấn nút Start: + Mở hm kẹp + Hạ tay gắp xuống
+ Đóng hàm kẹp (kẹp phơi) + Nâng tay gắp lên
+ Kiểm tra màu sắc phôi:
+ Phôi màu đỏ kim loại (màu trắng): + Đưa tay gắp đến vị trí cuối
+ Hạ tay gắp xuống + Mở hàm kẹp + Nâng tay gấp lên
+ Đưa tay gấp vị trí đầu, kết thúc chu trình + Phơi màu đen:
(22)+ Hạ tay gắp xuống + Mở hàm kẹp + Nâng tay gắp lên
+ Đưa tay gấp vị trí ban đầu, kết thúc chu trình - Nhấn nút Stop: Hệ thống ngừng họat động - Nhấn nút Reset:
+ Hàm kẹp mở + Nâng tay gắp lên
+ Đưa tay gắp vị trí ban đầu Lập bảng trạng thái
Kí hiệu
địa
Kiểu
dữ liệu Trạng thái Chức Part
AV I0.0 Bool Thường hở Cảm biến quang phát có phôi đầu băng tải B2 I0.1 Bool Thường
đóng Cảm biến quang nhận biết phơi kim loại
B3 I0.2 Bool Thường đóng
Cảm biến quang nhận biết phôi kim loại màu đỏ (phôi màu đen không nhận biết được)
B4 I0.3 Bool Thường hở Cảm biến tiệm cận nam châm phát băng trượt đầy
1B1 I0.4 Bool Thường hở Cảm biến tiệm chận nam châm phát cổng rút
IP_FI I0.7 Bool Thường hở Cảm biến quang thu tín hiệu hồng ngoại nhận biết có diện trạm S1 I1.0 Bool Thường hở Nút nhấn Start
S2 I1.1 Bool Thường hở Nút nhấn Stop
(23)K1 Q0
0 Bool
Không bị tác động
Cuộn dây rơle K1, có dịng điện qua cuộn dây thi rơle đóng mạch cho phép motor băng tải chạy
1Y1 Q0
1 Bool
Không bị tác động
Cuộn dây 1V1 tác động xylanh cổng
IP_N FO
Q0
7 Bool
Khơng phát
tín hiệu Cảm bận biến quang phát tín hiệu báo trạm H1 Q1
0 Bool Đèn tắt Đèn báo trạng thái Start H2 Q1
1 Bool Đèn tắt Đèn báo trạng thái Reset H3 Q1
2 Bool Đèn tắt Đèn báo băng trượt đầy
(24)CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CB6 CB7 CB8 S1 S2 S3 S4 3Y1
3Y2
2Y2 2Y1
1Y1
H3 H2
H1
1M 1l+ Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 2M 2L+ Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 M L+
(25)(26)TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Tài liệu thực hành PLC-S7 200 – Trung tâm Việt Đức – Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TPHCM
[2] Hướng dẫn thiết kế mạch lập trình PLC – Trần Thế San (biên dịch) – NXB Đà Nẵng – 2005