Thiết kế hệ điều khiển cho máy doa ngang 2620 bằng plc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT LÊ THỊ HỒNG DIỆP THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY DOA NGANG 2620 BẰNG PLC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT LÊ THỊ HỒNG DIỆP THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY DOA NGANG 2620 BẰNG PLC Chuyên ngành: Tự động hóa Mã số: 60.52.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHAN MINH TẠO HÀ NỘI, NĂM – 2012 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Máy doa ngang 2620 đặt Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Qua khảo sát thực tế phần khí, truyền động khí nguyên vẹn Tuy nhiên phần điện điều khiển bị hỏng hồn tồn Chính luận văn trình bày vấn đề phục hồi nâng cấp hệ điều khiển máy doa Để nâng cấp hệ thống điều khiển máy doa cần thực nhiệm vụ sau: Thiết kế hệ thống điều khiển trục đảm bảo ổn định tốc độ mơmen Trục động xoay chiều, hệ thống điều khiển hệ biến tần điều khiển động Thiết kế hệ thống điều khiển trục chạy dao đảm bảo ổn định tốc độ mômen Trục chạy dao động xoay chiều, hệ thống điều khiển hệ biến tần điều khiển động Thiết kế hệ thống điều khiển có sử dụng PLC – S7 300 nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động tự động theo yêu cầu đặt Hệ thống tủ điện có đầy đủ thiết bị đóng cắt rơle, attomat, cơng tắc tơ, PLC Thiết kế sơ đồ kết nối cảm biến tới hệ thống điều khiển Các cảm biến công tắc hành trình giới hạn trục máy doa Thiết kế sơ đồ kết nối công tắc, nút ấn, đèn báo, núm điều chỉnh tốc độ tới hệ thống điều khiển Cài đặt tham số cho biến tần, viết chương trình điều khiển PLC điều khiển tồn q trình hoạt động Muốn đạt kết cần phải đầu tư thiết bị, thời gian cơng sức Vì thời gian điều kiện thiết bị có hạn, luận văn nghiên cứu chuyên đề: “Thiết kế hệ điều khiển cho máy doa ngang 2620 PLC ” Mục đích nghiên cứu Xuất phát từ thực tiễn đề tài việc thiết kế hệ điều khiển phù hợp với máy doa ngang 2620 phân xưởng thực hành Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội để phục vụ cho công tác đào tạo nghiên cứu khoa học Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu máy doa ngang 2620 Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội - Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển cho máy doa ngang 2620 PLC Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu máy doa ngang 2620 - Nghiên cứu hệ điều khiển máy doa 2620 - Thiết kế, lựa chọn hệ điều khiển cho máy doa ngang 2620 phân xưởng thực hành Trường đại học Công nghiệp Hà Nội Phương pháp nghiên cứu Dựa phần mềm lập trình PLC chuyên dụng, xây dựng chương trình điều khiển tồn q trình làm việc máy doa ngang 2620 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Phục vụ cho công tác hướng dẫn học sinh thực tập - Giúp cho cán sinh viên nghiên cứu khoa học Cấu trúc luận văn Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật gồm chương, bảng, 24 hình vẽ trình bày 82 trang Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật thực Bộ mơn Tự động hóa, Trường Đại học Mỏ – Địa chất Trong trình thực tác giả nhận tận tình bảo thầy hướng dẫn khoa học TS Phan Minh Tạo, ý kiến đóng góp nhà khoa học lĩnh vực Tự động hóa, cán giảng dạy Bộ mơn Tự động hóa Để hoàn thành luận văn tác giả nhận giúp đỡ tận tình sinh viên ngành Tự động hóa cơng việc thu thập số liệu cần thiết Tuy nhiên luận văn nhiều thiếu xót, mong đóng góp ý kiến nhà khoa học, q thầy, cơ, bạn bè, đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Tác giả xin chân thành cảm ơn! Chương TỔNG QUAN VỀ MÁY DOA NGANG 2620 1.1 Giới thiệu chung máy Doa ngang [ ] 1.1.1 Công dụng Máy doa ngang 2620 nằm nhóm máy cắt gọt kim loại thứ Đây loại máy có vai trị quan trọng cơng nghiệp Loại máy có hệ thống trang bị điện đại, dùng để gia công nhiều chi tiết khác nhau, khả cơng nghệ dùng để doa, khoan, khoét, phay với nguyên công sau: Nguyên cơng doa: Thường doa lỗ hình cơn, trụ, mặt phẳng vng góc với có độ định tâm cao Ngun cơng tiện: Khi lắp lưỡi dao tiện tiện trong, cắt mặt đầu, cắt ren, … với ngun cơng cắt truyền động ăn dao truyền từ trục Ngun cơng khoan: Khi cần gia cơng lỗ có độ định tâm cao ta thực máy doa, nguyên công thường nặng nề Nguyên công phay: Phay mặt đầu, phay mặt phẳng, phay mặt phay mặt 1.1.2 Phân loại Máy Doa có nhiều loại khác với kích cỡ, cơng dụng mức độ chun mơn hóa khác Ta phân loại máy doa theo cách sau;  Phân loại theo chuyển động:  Doa đứng: Dao quay theo phương thẳng đứng  Doa ngang: Dao quay theo phương nằm ngang  Phân loại theo mức độ trang bị điện: Loại đơn giản: Thường dùng động KĐB khơng có điều chỉnh tốc độ điện Loại trung bình: Thường dùng động KĐB điều chỉnh tốc độ cách thay đổi số đôi cực dùng động chiều hệ thống hở Loại phức tạp: Dùng động chiều kích từ độc lập điều khiển theo hệ kín điều khiển theo chương trình Đây loại máy gia cơng có độ xác cao  Phân loại theo trọng lượng máy:  Loại nhỏ: Trọng lượng máy 10  Loại trung bình: Trọng lượng máy từ 10 đến 100  Loại lớn: Trọng lượng máy 100 1.1.3 Kết cấu máy Gồm phần chính: Thân máy: Là phần cố định so với bệ máy, có kết cấu hình chữ U, hai đầu có ụ Ụ chính: Nằm thân máy, chuyển động tịnh tiến so với thân máy Động trục gắn vào thân máy với hộp tốc độ, trình di chuyển thực nhờ trục động chạy dao Ụ trục phụ: Nằm thân máy, chuyển động tịnh tiến nhờ động ăn dao tay Khi gia cơng chi tiết có địi hỏi độ xác cao có tác dụng giữ dao Bàn máy: Được bố trí hai ụ, di chuyển ngang dọc, qua trái, qua phải 1.1.4 Đặc điểm công nghệ Đặc điểm máy doa gia cơng đồng thời nhiều lỗ có trục song song thẳng góc với Máy doa ngang 2620 dùng để gia công chi tiết cỡ trung bình nặng Trên bệ máy đặt trụ trước có ụ 5, trụ sau có đặt giá đỡ để đỡ trục dao q trình gia cơng Bàn quay gá chi tiết thay đổi theo chiều ngang dọc bệ máy Ụ trục chuyển động theo chiều thẳng đứng trục Bản thân trục chuyển động theo phương ngang Hình 1.1 Sơ đồ hình dáng bên ngồi máy doa ngang 2620 Chuyển động chuyển động quay dao (trục chính) Chuyển động ăn dao chuyển động ngang, dọc bàn máy mang chi tiết hay di chuyển dọc trục mang đầu dao Chuyển động phụ chuyển động thẳng đứng ụ dao 1.1.5 Chế độ vận hành Truyền động ăn dao nhờ chế độ vận hành tay tự động Trong q trình vận hành thực chạy nhanh bàn dao phương pháp giảm từ thông động Điều khiển máy nhờ nút bấm tay gạt chúng bố trí ụ máy 1.2 Yêu cầu truyền động điện trang bị điện máy doa [ ] 1.2.1 Truyền động Yêu cầu cần phải đảm bảo đảo chiều quay, phạm vi điều chỉnh tốc độ D = 130/1 với công suất không đổi, độ trơn điều chỉnh φ = 1,26 Hệ thống truyền động cần phải hãm dừng nhanh Hiện hệ truyền động máy doa thường sử dụng động khơng đồng roto lồng sóc hộp tốc độ (động có hay nhiều cấp tốc độ) Ở máy doa cỡ nặng sử dụng động điện chiều, điều chỉnh trơn phạm vi rộng Nhờ đơn giản kết cấu, mặt khác hạn chế mơmen vùng tốc độ thấp phương pháp điều chỉnh tốc độ hai vùng 1.2.2 Truyền động ăn dao Phạm vi điều chỉnh tốc độ truyền động ăn dao D = 1500/1 Lượng ăn dao điều chỉnh phạm vi ÷ 600mm/ph; di chuyển nhanh, đạt đến 2,5 ÷ 3mm/ph Lượng ăn dao (mm/ph) máy cỡ nặng yêu cầu giữ không đổi tốc độ trục thay đổi Đặc tính cần có độ cứng cao, với độ ổn định tốc độ