Mô hình hóa hệ điều khiển máy mau công nghiệp một kim điện tử juki ddl 8700 7 trên plc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BÙI THẾ THÀNH MƠ HÌNH HĨA HỆ ĐIỀU KHIỂN MÁY MAY CÔNG NGHIỆP MỘT KIM ĐIỆN TỬ JUKI DDL - 8700 – TRÊN PLC Chuyên ngành: Tự Động Hóa Mã số: 60.52.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Nguyễn Chí Tình HÀ NỘI - 2011 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Bùi Thế Thành MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Chương GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP DỆT MAY VIỆT NAM 1.1 Tổng quan ngành công nghiệp dệt may Việt Nam 1.1.1 Vai trò ngành công nghiệp dệt may Việt Nam 1.1.2 Quy mô ngành công nghiệp dệt may Việt Nam 1.1.3 Phát triển nguồn nhân lực ngành 1.2 Dây chuyền may cơng nghiệp 1.2.1 Q trình gia công sản phẩm may 1.2.2 Các thiết bị dây chuyền may công nghiệp 1.3 Một số dây chuyền sản xuất may công nghiệp 1.3.1 Dây chuyền sản xuất áo sơ mi 1.3.2 Dây chuyền sản xuất quần âu 1.3.3 Dây chuyền sản xuất áo Jacket: 1.3.4 Dây chuyền sản xuất Veston Chương CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG DÂY CHUYỀN MAY CÔNG NGHIỆP 2.1 Máy kim thắt nút 2.1.1 Thông số kỹ thuật máy 1kim thắt nút Juki - DDL5550 2.1.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc cấu 10 máy 1kim mũi may thắt nút JUKI-DDL5550 2.2 Máy hai kim 2.2.1 Đặc tính kỹ thuật máy kim mũi may thắt nút JUKI- 15 15 LH1182 2.2.2 Nguyên lý cấu tạo máy kim mũi may thắt nút 16 JUKI-LH1182 2.3 Máy đính cúc 21 2.3.1 Đặc tính kỹ thuật máy đính cúc JUKI MB – 373 21 2.3.2 Nguyên lý cấu tạo máy đính cúc JUKI – MB373 22 2.4 Máy thùa khuy 28 2.4.1 Thông số kỹ thuật máy thùa đầu JUKI LBH - 781 28 2.4.2 Nguyên lý cấu tạo máy thùa đầu JUKI LBH - 781 29 Chương MÁY MỘT KIM ĐIỆN TỬ JUKI DDL - 8700 – 34 3.1 Đặc điểm công nghệ máy kim điện tử JUKI DDL - 8700 – 34 3.1.1 Ứng dụng 34 3.1.2 Ưu, nhược điểm 34 3.1.3 Sự phát triển công nghệ máy 1kim 35 3.2 Các phận máy 35 3.2.1 Bộ tạo mũi máy 35 3.2.2 Cơ cấu chuyển đẩy nguyên liệu 36 3.2.3 Hệ thống cung cấp 37 3.2.4 Quy trình vận hành 39 3.3 Cấu tạo thông số phần cứng 41 3.3.1 Sơ đồ khối máy 41 3.3.2 Các nguồn mạch điều khiển 44 3.3.3 Điều khiển động trục 45 3.3.4 Điều khiển cấu chấp hành 47 Chương XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG MÁY KIM 53 ĐIỆN TỬ JUKI DDL - 8700 – BẰNG PLC S7 200 4.1 Đặt vấn đề 53 4.2 Các yêu cầu công nghệ 54 4.2.1 Điều khiển trục 54 4.2.2 Điều khiển cắt 56 4.2.3 Điều khiển đường may chặn (lại mũi) 57 4.2.4 Điều khiển gạt 58 4.3 Các mô hình điều khiển dùng PLC S7 200 thay 59 4.3.1 Bài mô 59 4.3.2 Bài mô 64 4.3.3 Bài mô 66 4.3.4 Bài mô 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC 78 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật máy thùa đầu JUKI 29 LBH - 781 Bảng 4.1 Các tín hiệu vào mơ 61 Bảng 4.2 Các tín hiệu vào mô 65 Bảng 4.3 Các tín hiệu vào mơ 70 Bảng 4.4 Các tín hiệu vào mơ 73 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ q trình gia cơng sản phẩm may Hình 1.2 Dây chuyền may cơng nghiệp Hình 2.1 Máy kim Hình 2.2 Cấu tạo máy kim 10 Hình 2.3 Sơ đồ động cấu tạo trụ kim 12 Hình 2.3 Sơ đồ động cấu tạo trụ kim 12 Hình 2.5 Sơ đồ động chuyển động trục nâng cầu cưa đẩy vải 13 Hình 2.6 Sơ đồ động chuyển động trục đẩy cầu cưa đẩy vải 14 Hình 2.7 Cấu tạo ép giữ nguyên liệu may 14 Hình 2.8 Cấu tạo thay đổi chiều dài đường may 15 Hình 2.9 Cấu tạo máy kim 16 Hình 2.10 Cấu tạo cấu thay đổi bước đẩy nguyên liệu 18 Hình 2.11 Cấu tạo cấu cần giật 19 Hình 2.12 Cấu tạo trụ kim máy kim LH 1182 20 Hình 2.13 Một số dạng cúc máy đính 21 Hình 2.14 Cấu tạo máy đính cúc JUKI MB- 373 22 Hình 2.15 Cấu tạo puly trục máy đính cúc JUKI MB - 373 23 Hình 2.16 Cấu tạo cam điều khiển số mũi đính cúc 24 Hình 2.17 Cấu tạo cấu nâng hạ hàm kẹp cúc 26 Hình 2.18 Cấu tạo cấu chuyển động hàm kẹp cúc 27 Hình 2.19 Máy thùa khuy 28 Hình 2.20 Cấu tạo máy thùa JUKI LBH - 781 29 Hình 2.21 Cơ cấu thay đổi vị trí độ lớn dao động ngang 30 Hình 2.22 Cơ cấu ép giữ sản phẩm 31 Hình 2.23 Cơ cấu dao chém 32 Hình 2.24 Cơ cấu cắt 33 Hình 3.1 Đường may gấu áo sản phẩm áo sơ mi_Một 34 ứng dụng sản phẩm Hình 3.2 Hệ thống kim máy gắn vào tạo mũi 35 Hình 3.3 Ổ máy quan hệ kim móc ổ (chứa chỉ) 36 Hình 3.4 Cơ cấu bàn ép 36 Hình 3.5 Cơ cấu cưa đẩy nguyên liệu 37 Hình3.6 Sơ đồ mắc 38 Hình 3.7 Cơ cấu kéo cắt 39 Hình 3.8 Màn hình cài đặt điều khiển máy 39 Bảng 3.1 Mô tả chức ký hiệu bảng điều khiển để vận 40 hành máy Hình 3.9 Mạch điều khiển máy 41 Hình 3.10 Sơ đồ khối điều khiển máy 42 Hình 3.11 Giao diện với người sử dụng máy 43 Hình 3.12 Sơ đồ nối D874035 với giao diện người sử dụng 43 Hình 3.13 Các nguồn chiều 44 Hình 3.14 Sơ đồ khối điều khiển động trục 45 Hình 3.15 Sơ đồ điều khiển động trục 46 Hình 3.16 Sơ đồ điều khiển bàn ga 47 Hình 3.17 Sơ đồ điều khiển cắt 47 Hình 3.18 Sơ đồ dùng MOSFET điều khiển 48 Hình 3.19 Sơ đồ điều khiển phận đường may chặn 51 Hình 3.20 Sơ đồ điều khiển gạt 52 Hình 4.1 Sơ đồ khối điều khiển động trục 55 Hình 4.2 Sơ đồ cấu trúc điều khiển cắt vi điều khiển 56 Hình 4.3 Sơ đồ cấu trúc điều khiển đường may chặn vi điều 57 khiển Hình 4.4 Sơ đồ cấu trúc điều khiển gạt vi điều khiển 58 Hình 4.5 Quy trình cơng nghệ đường may tự động lại mũi không 59 giới hạn số mũi may Hình 4.6 Lưu đồ điều khiển mơ 60 Hình 4.7 Kết mơ 62 Hình 4.8 Quy trình cơng nghệ đường may tự động lại mũi giới hạn số 63 mũi may Hình 4.9 Lưu đồ điều khiển mô 64 Hình 4.10 Kết mơ chương trình 66 Hình 4.11 Quy trình cơng nghệ đường may tự động lại mũi may hình vng, hình chữ nhật 66 Hình 4.12 Lưu đồ điều khiển mô 69 Hình 4.13 Kết mơ 71 Hình 4.14 Bảng điều khiển máy kim JUKI DDL 8700- 72 Hình 4.15 Lưu đồ điều khiển mơ 73 Hình 4.16 Kết mơ 74 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Cùng chung với xu hướng phát triển ngành công nghiệp Việt Nam nhằm cơng nghiệp hố, đại hố đất nước để đến năm 2020 nước ta trở thành nước công nghiệp phát triển theo hướng đại ngành dệt may Việt Nam thành phần quan trọng Để cụ thể hoá hiệu trên, năm gần ngành dệt may đóng góp lực lượng lao động cơng nghiệp lớn (khoảng gần triệu lao động) giá trị xuất lớn đứng đầu nước (năm 2011 ước tính khoảng 13 tỷ USD) Có giá trị xuất lớn cơng nghệ phải cải tiến, suất lao động nâng cao giảm sức lao động cho người thợ Do cơng nghệ tự động hố đóng vai trị quan trọng ngành Thực trạng thiết bị ngành dệt may Việt Nam 100% thiết bị điều khiển đại nhập chi phí cho sản xuất lớn Mặt khác mạch điều khiển có cấu trúc phức tạp nên xảy hỏng hóc phần lớn thợ bảo trì doanh nghiệp không sửa chữa được, mạch phải trả hãng sản xuất để sửa chữa thay toàn Tại nhà trường đào tạo kỹ thuật viên sửa chữa thiết bị may gặp nhiều khó khăn nhà trường chưa làm chủ công nghệ điều khiển thiết bị, đặc biệt cịn thiếu trang thiết bị giảng dạy, mơ giá thành mạch điện đắt tài liệu mạch điện máy kèm Xây dựng lại mạch điện máy mô lại điều khiển PLC nhằm giúp sinh viên có điều kiện tiếp cận cách trực quan, tăng cường tính ứng dụng mơn PLC vào thực tiễn ứng dụng ngành cần thiết 71 4.3.3.4 Kết mơ Hình 4.13 Kết mơ 72 Từ kết mô cho ta thấy tín hiệu điều khiển chạy ổn định, với tham số mà yêu cầu điều khiển đề 4.3.4 Bài mô Đếm ngược số mũi may để kiểm sốt 4.3.4.1 Quy trình cơng nghệ Hình 4.14 Bảng điều khiển máy kim JUKI DDL 8700- Mơ tả: Trong q trình may ln cần kim (chỉ trên) thoi suốt (chỉ dưới), thoi suốt nằm mặt máy lên người vận hành không kiểm sốt lượng cịn nhiều hay bảng điều khiển máy có phần hiển thị số mũi may suốt Mỗi mũi may máy thực đếm ngược mũi Quá trình may sau: Trên hình có số 9999 tương ứng lượng may chứa đầy suốt Khi may tiến lùi dãy số lùi tương ứng với mũi may, suốt chứa hết dãy số - R: cho phép Reset dãy số hiệu chỉnh số cho phù hợp với lượng có suốt 73 4.3.4.2 Xây dựng lưu đồ điều khiển Bắt đầu Sai Tín hiệu đếm mũi Đúng Hiển thị số đầy chỉ=9999 Menu Máy chạy Bộ đếm hoạt động Tín hiệu đếm Sai Đúng Dừng máy, thay Hình 4.15 Lưu đồ điều khiển mô 4.3.4.3 Các bảng quy đinh vào (đặt biến) Bảng 4.4 Các tín hiệu vào mô Địa C1 I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0 Chú thích Bộ đếm lùi số mũi may Tác động lên bàn đạp để dừng máy theo yêu cầu Tín hiệu đếm Tín hiệu đầy suốt Máy chạy 74 4.3.4.4 Viết chương trình 3.4.5 Kết mơ Hình 4.16 Kết mơ Từ kết mô cho ta thấy tín hiệu điều khiển chạy ổn định, với tham số mà yêu cầu điều khiển đề 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua thời gian nghiên cứu khẩn trương, nghiêm túc, với khối lượng cơng việc tìm hiểu thực tế lớn, nghiên cứu nhiều lĩnh vực, hướng dẫn nhiệt tình thày giáo TS Nguyễn Chí Tình thầy giáo mơn Tự động hố, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, luận văn thạc sỹ kỹ thuật hoàn thành Luận văn phân tích, đánh giá giải vấn đề sau: Đánh giá tổng quan ngành dệt may Việt Nam; Giới thiệu cấu tạo, nguyên lý làm việc phận thiết bị chủ yếu dây chuyền may công nghiệp Việt Nam; Xây dựng lại mạch điện điều khiển hoạt động máy may kim hãng JUKI DDL- 8700 – 7, từ viết lại nguyên lý điều khiển phận máy; Xây dựng mô điều khiển máy may kim dùng PLC S7 200 phục vụ công tác đào tạo khoa Cơ điện, Trường cao đẳng công nghiệp _Dệt may thời trang Hà Nội KIẾN NGHỊ Trên sở luận văn trình bày, thực tế nghiên cứu cần phải có thời gian kiểm nghiệm mơ hình lý thuyết mơ hình thực nghiệm phải trải qua số lần hiệu chỉnh để đưa phương án tối ưu Do trình độ thời gian nghiên cứu có hạn nên nội dung đề tài nghiên cứu số mô điều khiển máy để ứng dụng công tác đào tạo mà chưa mơ hình hố hết tồn máy Vì đề tài cịn nhiều vấn đề cần phải tiếp tục hoàn thiện phát triển Hướng phát triển đề tài đề cập đến vấn đề: Tiếp tục nghiên cứu, hiệu chỉnh tham số ảnh hưởng đến chế độ vận làm việc 76 mơ để chế tạo mơ hình thật để giảng dạy làm cho học có tính thực tiễn cao Từ xây dựng hồn thiện hệ thống mơ loại máy may đại có điều khiển khác có dây chuyền may cơng nghiệp như: Thùa khuy, đính cúc, đính bọ, hai kim đáp ứng nhu cầu dạy học thiết bị ngành may trường cao đẳng công nghiệp _ Dệt may tời trang Hà Nội nói riêng nước nói chung 77 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh (2004), Điện tử công suất, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội Chu Sỹ Dương (1996), Máy may công nghiệp - Nguyên lý sửa chữa, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Trọng Hùng, Nguyễn Phương Hoa (2001), Thiết bị công nghiệp may, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Phan Xuân Minh Nguyễn Dỗn Phước (1999), Tự động hố q trình thiết bị điều khiển khả trình, Giáo trình cao học, Trường đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Nguyễn Viết Nguyên (1999), Giáo trình Linh kiện điện tử ứng dụng, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh (1999), Tự động hố với Simatic S7 200, NXB nơng nghiệp, Hà Nội Quy trình vận hành máy 1kim điện tử JUKI DDL _ 8700- 7, Công ty JUKI Việt Nam Tiếng Anh Http:// www.siemens.com Http:// www.juki.com 10 INSTRUCTION MANUAL, JUKI DDL-8700-7 78 PHỤ LỤC Thông số kỹ thuật vi xử lý D784035 Phụ lục 1.1 Sơ đồ chân vi xử lý D784035 79 Trong đó: 80 Phụ lục 1.2 Sơ đồ cấu trúc vi xử lý D784035 81 Phụ lục1.3 Mơ tả tính chất, chức I/O D784035 82 Phụ lục 2: Thông số kỹ thuật K2461 Phụ lục 2.1 Sơ đồ chân K2461 83 84 85 Phụ lục 2.2 Thông số kỹ thuật MOSFET K2461 ... may hình vng, hình chữ nhật 66 Hình 4.12 Lưu đồ điều khiển mơ 69 Hình 4.13 Kết mơ 71 Hình 4.14 Bảng điều khiển máy kim JUKI DDL 870 0- 72 Hình 4.15 Lưu đồ điều khiển mơ 73 Hình 4.16 Kết mơ 74 MỞ... ngành công nghiệp dệt máy Việt Nam Chương Các thiết bị dây chuyền may cơng nghiệp Chương Máy kim điện tử JUKI DDL - 870 0 – Chương Xây dựng mơ hình mơ máy kim điện tử JUKI DDL - 870 0 – PLC S7 – 200... Hình 2.24 Cơ cấu cắt Cơ cấu cắt có nhiệm vụ cắt kim suốt, để lấy sản phẩm may xong khuy 34 Chương 3: MÁY MỘT KIM ĐIỆN TỬ JUKI DDL - 870 0 – 3.1 Đặc điểm công nghệ máy kim điện tử JUKI DDL - 870 0