(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế hệ thống mái che tự động

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁI CHE TỰ ĐỘNG SÂN PHƠI NÔNG SẢN VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH THU NHỎ Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGS.TS LƯU ĐỨC BÌNH VÕ TÂM THỨC LÊ XUÂN BẢO LONG Đà Nẵng, 2019 LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển khoa học kĩ thuật,cũng nhu cầu đòi hỏi người ngày cao nhiều lĩnh vực đời sống xã hội.Trong có nhu cầu sống tiện nghi, thông minh Điều thúc nhà khoa học thiết kế chế tạo sản phẩm đáp ứng tiện nghi,thơng minh Một số cần kể tới mái che tự động Mái che di động thiết bị phổ biến thị trường người dùng ưa chuộng Tuy nhiên, hầu hết tất mái hiên di động thị trường điều khiển cách thô sơ khí Trong đời sống nay, tự động hóa thiết bị để chúng hoạt động hiệu xu tất yếu Đề tài “Thiết kế hệ thống mái che tự động” nhằm thiết kế LR C C hệ thống mái hiên hoạt động hiệu mà không cần nhiều đến điều khiển trực tiếp từ người sử dụng, giúp tiết kiệm thời gian, công sức làm tăng tuổi thọ mái che so với mái che truyền thống khác Là sinh viên khoa khí trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, với kiến thức học với mong muốn U T- thiết kế mái che tự động hóa nhằm đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, ứng dụng thực tế đời sống ngày, em chọn “hệ thống mái che tự động” làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp Trong trình thực đồ án tốt nghiệp mình, em cố gắng để hồn D thành cách tốt Nhưng với kiến thức hiểu biết có hạn nên khơng tránh khỏi thiếu sót mong thầy giáo bỏ qua đóng góp ý kiến cho đề tài em hoàn thiện Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Lưu Đức Bình tận tình giúp đỡ chúng em trình làm đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long i CAM ĐOAN Với hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn tham khảo tài liệu chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp xin cam kết rằng:  Các số liệu, cơng thức trích dẫn từ tài liệu tham khảo đáng tin cậy  Tuân thủ quy định nhà trường đề cách thức trình bày đồ án  Nội dung phần đồ án giáo viên hướng dẫn cụ thể kiểm tra thường xuyên LR C Sinh Viên: C Khơng trích dẫn, chép từ nguồn tài liệu chưa đồng ý tài liệu vi phạm pháp luật D U T- Vỏ Tâm Thức ii Lê Xuân Bảo Long Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mơ hình thu nhỏ Ý TƢỞNG THIẾT KẾ Hiện công nghệ phát triển tiên tiến, công việc người nông dân đỡ vất vả hơn, mà công việc việc phơi, che đậy nơng sản khiến họ vất vả Hay xem phim hay, trầm tư suy nghĩ chuyện đó, hay bận làm dở cơng việc mưa đến, bạn phải chạy tất tả sân để che đậy nông sản Hoặc vườn cách xa nhà chẳng hạn, vào ngày mưa người nông dân vừa làm vừa nhà chuẩn bị che đậy, mở bạt che nông sản Và đặt câu hỏi taij khơng nghĩ giải pháp để tự động kéo mái che trời mưa che lại, sau lại mở mái che phơi C tiếp trời nắng, mà không cần người chạm tay vào Bộ điều khiển mái hiên di động theo thời tiết lúc đầu đơn giản là: ban ngày, trời mát, khơng có nắng khơng có mưa mái hiên tự động vào; LR C trời nắng, mưa mái hiên tự động che Như thế, người sử dụng không cần phải quay cách thô sơ trước mà sử dụng mái hiên U T- mục đích Nhưng với mục đích đề tài nhằm ứng dụng vào việc che nông sản khỏi bị ướt mưa phơi Vì vậy, điều khiển lập trình trời nắng mái che vào, trời mưa mái che tự động che Như không lo nông sản bị ướt có mưa D rào, mưa bất chợt, giúp yên tâm phơi nông sản làm công việc khác để cải thiện đời sống, tiết kiệm thời gian Một yêu cầu đặt người muốn can thiệp vào điều khiển đó, mà khơng cần đến yếu tố tự động mạch xử lý đáp ứng Nghĩa là, có hai chế độ, điều khiển cách tự động, hai có can thiệp người Điều khiển tự động theo thay đổi thời tiết, cịn có bàn tay người điều khiển có hệ thống bảng điều khiển với nút ấn: điều khiển điều khiển vào Nhưng thời tiết khơng phải có nắng mưa thơi mà cịn yếu tố khác tác động đến, ví dụ gió Gió yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động mái hiên, gió q lớn làm hỏng, làm tốc mái hiên Vậy vấn đề đặt là, có gió lớn, có nguy làm hỏng mái hiên ta phải đưa tín hiệu điều khiển mái hiên vào, lúc tín hiệu gió quyền ưu tiên nhất, tín hiệu khác nắng, mưa tín hiệu điều khiển khơng có tác dụng Nhưng gió có nhiều kiểu: gió to, gió vừa, gió xốy, gió thoảng qua, gió thời gian dài… Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nơng sản chế tạo mơ hình thu nhỏ gió thống qua, tức thời gian tồn ngắn mạnh tới đâu làm hỏng mái hiên Chỉ gió thật lớn, kéo dài cần thiết phải đưa tín hiệu điều khiển cho mái hiên vào Ngồi tín hiệu gió quyền ưu tiên nhất, trường hợp trời tối cần phải điều khiển cho mái che rache, trời tối có độ ẩm cao có sương làm ướt ẩm nơng sản làm mốc, hư hại nông sản, làm công sức phơi ngày Ban đêm cho mái che che nông sản giúp tiết kiệm, giảm công sức công đưa nông sản vào kho mai phải đưa phơi lại nơng sản thường phải phơi đủ số nắng định đưa vào kho đưa chế biến sản xuất Như vậy, ta thiết kế điều khiển có hai chế độ: Tự động Bằng tay + Chế độ Tự động: C - Ban đêm:mái hiên C - Ban ngày: trời nắng mưa: mái hiên vào; ngược lại LR + Chế độ Bằng tay : D U T- - Có tín hiệu điều khiển : mái hiên mở - Có tín hiệu điều khiển vào: mái hiên vào Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mơ hình thu nhỏ CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁI CHE TỰ ĐỘNG 1.1 Giới thiệu Ngày nay, kỹ thuật điện tử liên tục có tiến vượt bậc, đặc biệt kỹ thuật chế tạo vi mạch điện tử công nghệ chế tạo cảm biến Sự đời phát triển nhanh chóng kỹ thuật điện tử mà đặc trưng kỹ thuật vi xử lý kỹ thuật công nghệ chế tạo cảm biến tạo bước ngoặt quan trọng phát triển khoa học kỹ thuật tạo tiền đề cho việc chế tạo sản phẩm máy móc có tính tự động hóa cao thơng minh Với mục đích đơn giản, ban ngày trời nắng khơng có mưa mái che tự động vào, ban ngày trời mưa ban đêm mái che tự động che Như giúp người phơi nông sản không sợ nơng sản phơi bị ướt có mưa bất ngờ bên cạnh người sử dụng khơng cần phải quay cách thô sơ trước mà sử dụng mái che mục đích tạo tiện nghi cho công việc hàng ngày C C người phơi nơng sản Vì chúng em bắt tay vào nghiên cứu đề tài “thiết kế hệ thống mái che tự động” U T- LR 1.2 Lý chọn đề tài Ngày khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, có nhiều thiết bị phục vụ cho sống dựa ứng dụng khoa học công nghệ máy giặt, tủ lạnh, ti vi, điện thoại,… nhiên bên cạnh chúng em nhận thấy cịn nhiều cơng việc áp dụng khoa học cơng nghệ lại chưa áp dụng, chưa sử dụng rộng rãi Một ứng dụng nhỏ mà chúng em nhận thấy chưa D chế tạo sử dụng mái che thơng minh tự động kéo mái che trời mưa che lại, sau lại mở mái che phơi tiếp trời nắng Từ tình hình thực tế chúng em hình thành ý tưởng để thực cơng việc “hệ thống mái che tự đơng” nhằm ứng dụng vào việc phơi nơng sản ứng dụng để che vào việc khác 1.3 Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học: + Nghiên cứu cấu truyền động, mạch cảm biến, mạch điều khiển + Giúp sinh viên tiếp cận gần gũi với công việc thường ngày qua sử dụng vốn kiến thức áp dụng vào thực tế sống + Góp phần nhỏ vào tiến trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước + Thấy lợi ích khoa học kỹ thuật đời sống Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nơng sản chế tạo mơ hình thu nhỏ Ý nghĩa thực tiễn: + Mọi người cảm thấy yên tâm phơi nông sản mà không sợ trời mưa, trời tối + Tiết kiệm sức lao động + Phát triển hệ thống tư duy, sáng tạo để từ nghiên cứu, triển khai hệ thống khác phức tạp 1.4 Những điểm đề tài Trên thực tế có số sản phẩm tương tự đề tài này, qua tham khảo chúng em nhận thấy sản phẩm cịn nhiều hạn chế như: tính linh động sản phẩm, tính “thơng minh” sản phẩm mở mái che trời mưa, lại kéo mái che trời nắng,… từ hạn chế chúng em đưa hệ thống hoàn tồn mới, “thơng minh” thật Hệ thống mái che tự động mái che thông minh sản phẩm hoạt động dựa kết hợp C hồn hảo kỹ thuật khí, kỹ thuật điện kỹ thuật lập trình vi xử lý Đảm bảo LR C thực yêu cầu mà mong muốn bảo vệ nơng sản trước mưa gió, sương Ngồi việc đạt u cầu hệ thống mái che cần vài cải tiến nhỏ thiết bị triển khai thành hệ thống kéo rèm cửa tự động, T- hệ thống tưới nước, vòi nước cảm ứng, thiết bị hẹn giờ, thiết bị báo mức nước lũ lụt, robot,… U 1.5 Mục đích nghiên cứu + Giúp người thoải mái phơi nông sản D + Bảo vệ nơng sản trước mưa, gió sương + Tiết kiệm sức lao động cho người 1.6 Mục tiêu đề tài Nghiên cứu xây dựng mơ hình điều khiển mái che tự động dựa vi điều khiển AT89C51 hoặcvề ngơn ngữ lập trình arduino Từ phát triển cao hơn, đưa điều khiển áp dụng vào thực tế giúp tiết kiệm sức lao động cho người Làm quen với việc tính tốn thiết kế, chế tạo, nguyên lý hoạt động mái che củng cố phần lý thuyết mạch điện tử, cảm biến mạch điều khiển vi điều khiển 1.7 Nội dung đề tài Việc thực nghiên cứu đề tài „„thiết kế hệ thống mái che tự động ‟‟ điều kiện : - Thời gian thực :1 học kỳ - Kinh nghiệm thực tế chưa nhiều - Vật tư linh kiện không đồng Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mơ hình thu nhỏ Vì chúng em thực nghiên cứu đề tài với đặc điểm sau đây: - Lập trình vi xử lý AT89C51 ngơn ngữ lập trình arduino - Thiết kế chế tạo mạch điều khiển động DC 1.8 Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp kế thừa: Kế thừa từ tài liệu, cơng trình nghiên cứu trước hai mảng đề tài: Cấu trúc vi điều khiển 8051 điều khiển động điện chiều Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng: Sau xây dựng xong sở lý thuyết đề tài tiến hành thử nghiệm hoạt động thiết bị có Các bước tiến hành nghiên cứu tìm hiểu sở lý thuyết vấn đề nghiên cứu, tiến hành thiết kế chương trình điều khiển mạch điều khiển, sau thử nghiệm mơ hình để đưa rakết luận Kết hy vọng đạt đƣợc Nghiên cứu chế tạo thành công “hệ thống mái che tự động” Sau hoàn C 1.9 C thành thành cơng mơ hình dự án thu nhỏ, nhân rộng đưa vào sản xuất để phục vụ cho sống LR 1.10 Các loại mái che phổ biến D U T- 1.10.1.Mái che nắng che mƣa tay quay Hình 1.1: Mái che bạt tay quay Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mơ hình thu nhỏ Là loại mai che ưa chuộng nay, mái che bạt tay quay thiết kế với trục ống nhơm đầu bạt, đầu cịn lại nối với inox làm đai giúp cho bạt căng thả thẳng xuống Tất cấu bạt bắt cẩn thận lên tường hay trần (tuỳ vào vị trí lắp đặt) vít nởi sắt mã hai đầu trục Về phần bạt mái che, chất liệu đa dạng, thiết kế tinh tế nhiều hoa văn, có tráng PVC nhằm tăng độ bền, chống mưa che nắng tốt 1.10.2.Mái che bạt tự Mái che bạt tự có cấu tương tự loại tay quay, thay vào sản phẩm khơng có tay quay mà lò so ống tự Nếu người dùng muốn che nắng, che mưa cần kéo bạt xuống, lúc đồng thời lị so bung ra, nhơm quay thả bạt đến bạt đạt độ cao theo nhu cầu neo lại Và khơng sử dụng, D U T- LR C C bạn việc tháo néo, bạt tự động lên vị trí lắp đặt ban đầu Hình 1.2: Mái che bạt tự Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mơ hình thu nhỏ LR C C 1.10.3.Mái hiên di động D U T- Hình 1.3: Mái hiên di động Mái hiên di động mái che bạt sử dụng phổ biến ưu điểm vượt trội như: - Thiết kế thơng minh, giúp người sử dụng bung vào cách dễ dàng - Màu sắc mẫu mã vơ đa dạng, thích hợp với khơng gian lắp đặt - Có chất liệu bạt cao cấp, bền bỉ theo thời gian - Kích thước đa dạng, di chuyển nhiều nơi - Đặc biệt giá phải thời gian sử dụng lâu dài 1.10.4.Mái bạt xếp di động Là loại mái che di động sử dụng phổ biến nhà hàng sân vườn, quán café, hồ bơi, quán ăn…Mái che bạt xếp có kết cấu xếp tầng thành nếp gấp, nhẹ nên dễ dàng di chuyển lắp đặt, tính chất linh hoạt nên sản phẩm đảm bảo nhu cầu che nắng, che mưa mang lại khơng gian thống mát, sẽ, lịch tiết kiệm diện tích sử dụng Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mơ hình thu nhỏ W Hình 5.18: Khoan-taro lỗ  42  4 )với thông số kỹ thuật 78 C Chọn máy: Máy máy khoan đứng 2A125 ( C Kẹp chặt: Chi tiết gia công kẹp chặt nhờ đai ốc vặn chặt vào ren hàn dính vào chốt trám LR sau: T- Công suất động cơ: N = 2,8kW Hiệu suất máy: η = 0,8 U Giới hạn vòng quay: 99,5 – 1360 (v/ph) Chọn dao: Chọn mũi khoan taro thép gió D - Ngun cơng 7:Kiểm tra Hình 5.19:Kiểm tra độ đồng tâm độ song song đường tâm (10) so với mặt (A) Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 62 Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nơng sản chế tạo mơ hình thu nhỏ CHƢƠNG 6: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁYVÀCHƢƠNG TRÌNH PLC 6.1 Giới thiệu chung hệ thống điều khiển chƣơng trình PLC 6.1.1 Tổng quan hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển hệ thống quản lý, lệnh, dẫn điều khiển hành vi thiết bị hệ thống khác Trong hình thức phổ biến nhất, hệ thống điều khiển phản hồi mong muốn để điều khiển trình, gọi đầu mong muốn Do đó, đầu theo sau tín hiệu điều khiển, giá trị cố định hay giá trị thay đổi Hệ thống điều khiển so sánh đầu q trình với tín hiệu điều khiển áp dụng khác biệt tín hiệu sai số để mang lại đầu trình gần với tín hiệu điều khiển C Hệ thống điều khiển tay tập hợp thành phần hoạt động theo LR C phương pháp làm cho hệ thống hoạt động đạt kết đặt có can thiệp người trình hoạt động Hệ thống điều khiển tự động tập hợp thành phần hoạt động theo T- phương pháp làm cho hệ thống hoạt động đạt kết đặt mà khơng có can thiệp người trình hoạt động U 6.1.2 Tổng quan PLC PLC viết tắc Programmable Logic Controller: thiết bị điều khiển lập trình D (khả trình) cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình Người sử dụng lập trình để thực loạt trình tự kiện Các kiện kích hoạt tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC qua hoạt động có trễ thời gian định hay kiện đếm PLC dùng để thay mạch relay (rơ le) thực tế PLC hoạt động theo phương thức quét trạng thái đầu đầu vào Khi có thay đổi đầu vào đầu thay đổi theo Ngơn ngữ lập trình PLC Ladder hay State Logic  Nguyên lý hoạt động: Khi thiết bị kích hoạt (trạng thái ON OFF thiết bị điều khiển vật lý bên ngồi) Một điều khiển lập trình liên tục lặp chương trình (vịng lặp) người dùng cài đặt sẵn chờ tín hiệu xuất ngõ vào xuất tín hiệu ngõ Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 63 Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mơ hình thu nhỏ Để khắc phục nhược điểm điều khiển dùng dây nối (bộ điều khiển Relay) người ta chế tạo PLC nhằm thỏa mãn yêu cầu sau: + Lập trình dể dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học + Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản, sửa chữa + Dung lượng nhớ lớn để chứa chương trình phức tạp + Hồn tồn tin cậy môi trường công nghiệp + Giao tiếp với thiết bị thơng minh khác như: máy tính, nối mạng, môi Modul mở rộng + Giá cá thể cạnh tranh 6.2 Hệ thống điều khiển mái che Sàn nâng tàu thủy loại thiết bị hoạt động với độ xác khơng cao, nhiên yêu cầu điều khiển phải xác C Với hệ thống mái che thiết kế mô hình mái che chế tạo, chọn LR C phương pháp điều khiển PLC S7 Siemens Việc điều khiển cho ưu điểm về: + Độ tin cậy làm việc T- + Khả mở rộng điều khiển gắn thêm Module mở rộn + Tương thích với nhiều thiết bị ngoại vi + Lập trình lên PLC tương đối dễ dàng D U 6.2.1 Thiết bị điều khiển 6.2.1.1 Điều khiển PLC Điều khiển sàn nâng thông qua hệ thống nút bấm tương tác với PLC chế độ làm việc thích hợp với mục đích người sử dụng Bộ khả lập trình PLC đóng vai trị vi xử lí trung tâm trực tiếp thay đổi trạng thái sàn nâng đồng thời nhận tín hiệu phản hồi để có thay đổi kịp thời q trình điều khiển tồn hệ thống, nâng cao tính ổn định cho hoạt động sàn nâng 6.2.1.2 Biến tần Biến tần sử dụng để thay đổi tốc độ động thông qua việc thay đổi tần số dòng điện cung cấp vào động Các chế độ làm việc biến tần thay đổi tùy thuộc vào việc lựa chọn chu trình nâng, hạ mức tải trọng khác chọn bảng điều khiển 6.2.1.3 Thiết bị kiểm tra phản hồi Kiểm tra lực tính ổn định làm việc Trong trình làm việc, để đảm bảo sàn nâng phải nâng lên hạ xuống với tốc độ Tuy nhiên lúc động quay tốc độ với Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 64 Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mô hình thu nhỏ nhau, điều làm giá trị lực căng cáp thay đổi, dẫn tới có ụ tời chịu lực lớn, có ụ tời chịu lực nhỏ, làm tính ổn định nâng dễ gây hỏng hóc động q tải Do ta phải có biện pháp kiểm tra lực căng dây cáp, lấy giá trị chênh lệch làm tín hiều đầu vào để PLC giải toán đồng tốc Để giải vấn đề này, ta có số cách sau: - Sử dụng Loadcell lắp nối tiếp cáp đầu cố định cáp lên bệ ụ tời Khi nâng, hạ hay treo vật, Loadcell chịu tải trọng, tải trọng quy đổi gửi PLC dạng tín hiệu Analog Nhiệm vụ PLC tính tốn đưa giá trị phù hợp T- LR C C cho biến tần điều khiển động U Hình 6.1: Loadcell vị trí lắp D Sử dụng Camcoder lắp lên trục động Đo trực tiếp số vòng quay động Động quay nhanh ụ tời phải chịu tải trọng lớn Do so sánh giá trị gửi từ Camcoder, PLC tính tốn đưa giá trị phù hợp cho biến tần Với hệ thống sàn nâng thiết kế chế tạo, chọn phương pháp sử dụng Camcoder để đo tốc độ vịng quay động từ làm giá trị đầu vào cho mơ hình điều khiển đồng tốc động  Kiểm tra khống chế hành trình nâng Khi sàn nâng hoạt động, giá trị cần phải quan tâm giá trị chiều cao nâng, hạ Giá trị gán ứng với cấp tải trọng cần nâng Như tính tốn nêu có giá trị vật nâng lớn 500 nhỏ 500 Giá trị chiều cao nâng hạ tính tốn dựa vào cơng thức tính chiều cao ngập nước thân tàu, cơng thức trích dẫn từ tài liệu Sổ tay Thiết Kế Tàu Thủy Một số phương pháp kiểm tra khống chế hành trình nâng sau: Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 65 Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nơng sản chế tạo mơ hình thu nhỏ - Kiểm tra thiết bị đếm số vòng quay tang quấn dây Với phương pháp này, ta khống chế hành trình nâng giá trị đếm tang quấn cáp quay Các tín hiệu đếm gửi PLC, nhiệm vụ PLC so sánh giá trị đếm giá trị đặt, thời điểm giá trị nghĩa động sàn nâng đủ hành trình quy định Khi tín hiệu từ PLC ngắt hoạt động động Các giá trị đặt vào đếm thay đổi tùy thuộc vào chiều cao nâng gán vào chương trình ứng với chế độ nâng PLC - Kiểm tra, khống chế hành trình nâng cơng tấc hành trình lắp vị trí thích hợp Cơng tấc hành trình tiếp điểm điện, chuyển trạng thái tin hiệu truyền PLC, nhận tín hiệu PLC so sánh nạp tín hiệu gửi vào địa chương trình thực thi để điều khiển, khống chế hoạt động sàn nâng  Với hệ thống sàn nâng thiết kế, chọn phương pháp kiểm tra khống C chế hành trình nâng cách kết hợp Camcoder hạ Công tấc hành trình nâng LR BẢNG HIỂN THỊ C 6.2.2 Thiết bị điều khiển 6.2.2.1 Mơ hình điều khiển D U T- BẢNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BÁO BỘ PLC BIẾN TẦN TB PHÂN LOẠI KIỂM TRA Ụ TỜI Hình 6.2:Sơ đồ khối mơ hình điều khiển Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 66 Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nơng sản chế tạo mơ hình thu nhỏ Trong đó: BẢNG ĐIỀU KHIỂN: hệ thống công tấc, nút bấm Bao gồmcôngtấc nguồn, nút bấm chọn chế độ, chức năng, nút bấm điều khiển, - BỘ PLC: đóng vai trị trung tâm điều khiển xử lí tín hiệu đưa tựđộng thông qua bảng điều khiển BIẾN TẦN: cấu chấp hành cấp 1, vừa đóng vai trị điều khiển cơcấu chấp hành trung tâm điểu khiển Biến tần nhận tín hiệu điều khiển từ PLC điều khiển tần số để thay đổi tốc độ chiều quay động - CÁC Ụ TỜI: cấu làm việc cấp Các ụ tời chịu điều khiển trực tiếpcủa hệ thống đảo chiều quay động Biến tần Tốc độ quay điều chỉnh biến tần, chiều quay động thay đổi hệ thống đảo chiều quay động - THIẾT BỊ KIỂM TRA, PHẢN HỒI: bao gồm tiếp điểmhành trình, Camcoder…thu nhận gửi tín hiệu cho xử lí trung tâm PLC THIẾT BỊ BÁO: hệ thống đèn báo, còi báo Báo hiệu hệ thống làmviệc C - LR C bình thường, trường hợp gặp cố… BẢNG HIỂN THỊ: hình LCD hiển thị thông số sàn nâng khiđang hoạt động U T- 6.2.2.2 guyên lí làm việc Hoạt động sàn nâng điểu khiển tồn thơng qua bảng điều khiển Các tín hiệu bấm bấm nút tạo thành xung cổng vào PLC Tùy theo tín hiệu xung mà PLC chọn chương trình xử lí tương ứng Tín hiệu PLC gửi qua D biến tần Biến tần nhận tín hiệu PLC điều khiển tần số dịng điện tương ứng với chế độ hoạt động Với chế độ nâng nặng, cần tốc độ quay chậm mô men lớn, biến tần điều chỉnh tần số dòng điệnt hấp mức tiêu chuẩn, dẫn đến tốc độ đầu động thay đổi đến mức tốc độ yêu cầu Ngược lại cần di chuyển vói tốc độ nhanh, biến tần khơng thực việc điều chỉnh tần số, động hoạt động với số vịng quay định mức ụ tời hoạt động theo trình tự điều khiển từ PLC, cấu hãm tắt Trong trình hoạt động sàn nâng, tín hiệu liên tục gửi PLC thông qua Camcoder, tin hiệu cung cấp cho PLC biết xác sàn di chuyển quãng đường Khi sàn nâng hạ xuống chiều sâu theo yêu cầu, PLC xuất tín hiệu ngắt điện động cơ, đóng cấu phanh hãm Đưa vật cần nâng, hạ vào khỏi vị trí sàn nâng, bấm nút điều khiển để chu trình nâng/hạ tiếp tục, PLC lại xuất tín hiệu cho biến tần đảo chiều quay mở cấu phanh hãm Sàn nâng bắt đầu hoạt động lại lên với tốc độ khác so với ban đầu, Rơ le đảo chiều quay Khi sàn nâng lên tới vị trí cao theo thiết kế Các tiếp điểm hành trình đóng lại, có tín hiệu báo PLC cho biết sàn nâng hết Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 67 Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mơ hình thu nhỏ hành trình nâng, lúc PLC tiếp tục xuất tín hiệu để ngắt cụm Rơ le dừng động đóng cấu phanh hãm Hồn thành q trình nâng hạ Trong q trình hoạt động, tín hiệu gửi PLC liên tục để xử lí thực việc điều khiển hoạt động động Các thiết bị báo mở để thông báo chế độ hoạt động bình thường sàn nâng có cố xảy 6.3 Chƣơng trình PLC Chương trình điều khiển cho PLC S7 viết ngôn ngữ Ladder Logic D U T- LR C C chương trình STEP MICRO WIN SP9 VERSION hãng Siemens Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 68 Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mơ hình thu nhỏ CHƢƠNG 7: HƢỚNG DẪN VẬN HÀNHVÀBẢO DƢỠNG HỆ THỐNG “MÁY MĨC RẤT QUAN TRỌNG, NHƯNG TÍNH MẠNG CON NGƯỜIMỚI LÀ CAO NHẤT Để vận hành sử dụng máy hiệu quả, cần phải: Tuân thủ quy tắc nơi làm việc, quy tắc an tồn quy định trọng văn có tính quy phạm, bắt buộc Việt Nam Đọc, hiểu tuân theo dẫn có tài liệu Vận dụng nguyên tắc an toàn lao động theo cách hợp lí Chỉ cho phép chuyên viên vận hành máy qua đào tạo, có kinh nghiệm vận hành phải có giám sát chặt chẽ suốt trình làm việc Khu vực điều C khiển dành riêng cho người có nhiệm vụ LR C Khi vận hành máy bắt buộc phải có tối thiểu người người phịng điều hành, người cịn lại quan sát q trình làm việc thực tế sàn nâng để kịp thời cảnh báo vấn đề an toàn hoạt động bình thường máy U T- 7.1 Hƣớng dẫn vận hành hệ thống mái che 7.1.1.Các thông số định mức mái che - Tải trọng lớn nâng được: Gmax = - Kích thước tối đa vùng không gian làm việc: D + Chiều dài lớn nhất: Lmax = 10 m + Chiều rộng lớn nhất: Bmax = 10m + Chiều cao tối đa: Hmax = 5m 7.1.2 Hướng dẫn sử dụng điều khiển 7.1.2.1 Giải thích nút bấm bảng điều khiển Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 69 Hình 7.1:Bảng điều khiển POWER: Cơng tấc nguồn Khi bậc cơng tấc, tồn hệ thống sàn nângđược U - T- LR C C Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nơng sản chế tạo mơ hình thu nhỏ D cấp điện Các nút chức năng: o AUTO: Chọn chức hoạt động tự động theo chu trình lậptrình sẵn o MANUAL: Chọn chức hoạt động tay Khi chọn chế độ nàythì di chuyển lên xuống cách nhấn giữ vào U1000 D1000 tùy theo ý muốn di chuyển lên hay xuống Các nút chế độ: o U1000: Chọn chu trình nâng tàu với tổng khối lượng dải từ lớnhơn 500 đến 1000 o D1000: Chọn chu trình hạ tàu với tổng khối lượng dải từ lớn 500 đến 1000 o U500: Chọn chu trình nâng tàu có tổng khối lượng nhỏ 500 o D500: Chọn chu trình hạ tàu có tổng khối lượng nhỏ 500 Các nút thực thi lệnh: o START: Khi nhấn nút này, chu trình khởi động từ vị trí dừng Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 70 Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nơng sản chế tạo mơ hình thu nhỏ o dừng STOP: Khi nhấn nút này, trạng thái chuyển từ làm việcsang tạm o RESET: Khi nhấn nút này, tác dụng nút chức bấm trướcđó bị hủy bỏ Điều cho phép người vận hành chọn lại chức khác với chức chọn trước Ngay nút bấm có bố trí đèn đại diện cho nút Khi nút tác động đèn vị trí sáng lên báo cho người vận hành biết họ bấm vào nút 7.1.2.2 Trình tự thực Trình tự thực việc điều khiển sau: Bật nguồn Manual Auto - Chọn chức Auto Nếu chọn chế độ auto thì: Chọn chế độ U1000/D1000/U500/D500 Nếu chọn chế độ Manual thì: Start Kết thúc chu trình C C Manual Nhấn giữ nút U1000/D1000 để nâng hạ đến vị trí yêu cầu Trong q trình nâng, dừng lại vị trí cách nhấn nút Stop, để tiếp tục làm việc nhấn vào Start Khi sàn nâng làm việc chế độ tự LR động, muốn chuyển sang di chuyển tay nhấn Stop để dừngchương trình, nhấn vào Reset để hủy bỏ chức chạy tự động trước đó, chọn chế độ di U T- chuyển tay cách nhấn vào Manual, nhấn giữ U1000/D1000 để di chuyển sàn nâng lên xuống theo yêu cầu Để sàn nâng tiếp tục chạy tự động thực lại nhấn nút Reset, nhấn nút Auto, chọn lại chế độ nhấn Start D 7.2 Hƣớng dẫn kiểm tra, bảo dƣỡng, bảo trì định kì 7.2.1 Các quy định bắt buộc kiểm tra, bảo dưỡng, bảo trì định kì Sàn nâng loại thiết bị lớn, có mức độ hoạt động khơng thường xun lại có u cầu tính ổn định hoạt động cao Do việc kiểm tra bảo dưỡng, bảo trì định kì u cầu có tính chất bắt buộc q trình sử dụng Nội dung kiểm tra bao gồm: Kiểm tra hoạt động ụ tời, hệ thống đèn báo, hệ thống điện, hệ thống điều khiển, cấu phanh hãm Kiểm tra lực căng dây cáp, từ thực việc điều chỉnh lực căng giá trị sai lệnh lực căng ụ tời vược giá trị lực căng dao động định mức Kiểm tra số sợi cáp đứt tao cáp, độ giãn cáp khoảng thời gian định kì bao nhiều Lập bảng biểu theo dõi để phục vụ cho đợt sửa chữa định kì Kiểm tra điều kiện bơi trơn phận có chuyển động tương Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 71 Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mơ hình thu nhỏ Kiểm tra xâm thực nước biển với chi tiết thường xuyên bị ngập nước biển cáp, sàn nâng, bánh ròng rọc… Kiểm tra mối lắp ghép, phịng lỏng bu-lơng, bề mặt làm việc số chi tiết quan trọng bánh răng, trục… LR C C 7.2.2 Một số hướng dẫn kiểm tra Kiểm tra lực căng cáp sử dụng Phương pháp kiểm tra: sử dụng thiết bị đo Tension Meter cơng ty Dillon D U T- Hình 7.2: Kiểm tra lực căng cáp Sử dụng thiết bị đo đo trực tiếp giá trị lực căng cáp, lập bảng so sánh để điều chỉnh lực căng dây cáp Việc điều chỉnh lực căng giúp cho việc hoạt động sàn nâng ổn định hơn, tránh tượng làm việc tải ụ tời Thời gian kiểm tra định kì: tháng/1 lần Kết lưu trữ để so sánh đại lượng dãn dài dây cáp Kiểm tra cáp thép Nội dung kiểm tra bao gồm: - Kiểm tra số lượng sợ cáp bị đứt bó cáp - Kiểm tra điều kiện bảo vệ dây cáp khỏi ăn mịn hóa học - Kiểm tra thân dây cáp có xuất vết nứt gãy khơng - Kiểm tra dây cáp vị trí cố định cáp Các nội dung cần kiểm tra mắt thường, thực việc định kì chung với kiểm tra lực căng cáp Kiểm tra cấu phanh hãm Khi kiểm tra cấu phanh hãm, cụ thể đâu hệ thống xi lanh đẩy cóc cóc Các tiêu chí đánh giá bao gồm: - Van điều khiển hoạt động có bình thường khơng - Nguồn khí có cung cấp đủ áp khơng Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 72 Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mơ hình thu nhỏ - Xi lanh có bị tụt áp, rị khí hay khơng - Bề mặt cóc xuất vết nứt gãy, dấu hiệu bất thường khơng Thời gian kiểm tra định kì: tháng/1 lần Phương pháp kiểm tra: kiểm tra mắt thường, kiểm tra loại đồnghồđo áp Kiểm tra hoạt động ụ tời - Kiểm tra âm ụ tời gây làm việc - Kiểm tra điều kiện bôi trơn ổ đỡ chặn, bánh răng… Thời gian kiểm tra định kì: tháng/1 lần Phương pháp: kiểm tra mắt thường, tai Kiểm tra phận khác - Kiểm tra mối lắp ghép, phòng lỏng - Kiểm tra tiếp điểm hành trình, phận phản hồi, phận điều khiển, hệ thống mạch điều khiển, mạch động lực C D U T- LR Thời gian kiểm tra định kì: thường xuyên Phương pháp kiểm tra: tổng hợp C - Kiểm tra tình trạng chi tiết, kết cấu ảnh hưởng môi trường Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 73 Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mô hình thu nhỏ KẾT LUẬN Với cấu tạo nguyên lí hệ thống mái che tự động đáp ứng yêu cầu ban đầu đặt Quy trình hoạt động hồn tồn tự động, điếu khiến trực tiếp với chế độ tay nên dễ sử dụng Ứng dụng chế tạo đế sử dụng rộng rãi yêu cầu thiết bị, linh kiện không cao giá thành thấp Bản thân mạch điều kiến mở rộng đế làm với nhiều mục đích khác như: điều khiến rèm cửa, tưới nước tự động, mạch quảng cáo, nhà thông minh Đề tài đồ án tốt nghiệp“Thiết kế hệ thống mái che tự động phơi nông sản” thành LR C C công người ghi nhận tạo động lực cho chúng em việc nghiên cứu học tập Đồ án tốt nghiệp chúng em thực ý tưởng nghiên cứu chế tạo thành công “hệ thống mái che tự động” Em mong muốn tiếp tục nhận hỗ trợ thầy cô, bạn bè Sớm đưa ý tưởng ứng dụng vào thực tiễn sống đế D U T- sống có thêm nhiều ý nghĩa Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 74 Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mơ hình thu nhỏ LỜI CẢM ƠN Thành cơng kết trình làm việc, phấn đấu khơng ngừng Nhưng bên thành cơng khơng thể không kể đến giúp đỡ, ủng hộ thầy cơ, gia đình bạn bè Trước tiên chúng em xin bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc tới thầy Lưu Đức Bình thầy giáo trực tiếp hướng dẫn bảo cho chúng em thực đề tài đồ án tốt nghiệp Chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè động viên, khích lệ, tạo điều kiện giúp đỡ chúng em suốt trình thực đề tài Sự giúp đỡ, ủng hộ nguồn động lực to lớn để giúp chúng em D U T- LR C C hoàn thành đề tài Một lần chúng em xin chân thành cám ơn! Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 75 Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nơng sản chế tạo mơ hình thu nhỏ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Lộc tác giả khác – Cơ sở thiết kế máy - Trường đại học kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh 1997 [2] Bộ mơn cơng nghệ chế tạo máy - Sổ tay thiết kế công nghệ chế tạo máy - Trường đại học bách khoa Hà Nội 1970 [3] Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt - Sổ tay công nghệ chế tạo máy – Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2000 [4] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm Thiết kế Chi tiết máy Nhà xuất Giáo dục, 1998 [5] Lê Viết Giảng Sức bền vật Liệu Tập I,II ĐHDN, 2000 LR C C [6] Ninh Đức Tốn – Dung sai lắp ghép – Nhà xuất giáo dục 2000 [7] Giáo trình kỹ thuật xung số - Lương Ngọc Hải [8].Kỹ thuật điện tử số - Đặng Văn Chuyết [9].Kỹ thuật số - Nguyễn Thuý Vân [10].Kỹ Thuật điện tử - Đỗ Xuân Thụ T- [11].Kỹ thuật mạch điện tử - Phạm Minh Hà [12].Cơ sở kỹ thuật điện tử số - Đại học Thanh Hoa - Trung Quốc [13] Trần Văn Địch - Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy – Nhà xuất khoa học U kỹ thuật 1999 D [14] Đoàn Thị Minh Trinh, Nguyễn Ngọc Tâm – Cơng nghệ lập trình gia cơng điều khiển số - Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2002 [15] Giáo trình lý thuyết tập ngơn ngữ lập trình C - Nguyễn Đình Tê -Hồng Đức Hải Sinh viên: Vỏ Tâm Thức Lê Xuân Bảo Long Hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình 76 ... Thiết kế Hệ thống mái che tự động sân phơi nông sản chế tạo mô hình thu nhỏ - Khơng hợp lí thiết kế kết cấu máy  Chọn phương án thiết kế truyền động hệ truyền động bánh 2.2.3.1 Thiết kế hệ thống. .. khí Trong đời sống nay, tự động hóa thiết bị để chúng hoạt động hiệu xu tất yếu Đề tài ? ?Thiết kế hệ thống mái che tự động? ?? nhằm thiết kế LR C C hệ thống mái hiên hoạt động hiệu mà không cần nhiều... linh động sản phẩm, tính “thơng minh” sản phẩm mở mái che trời mưa, lại kéo mái che trời nắng,… từ hạn chế chúng em đưa hệ thống hồn tồn mới, “thơng minh” thật Hệ thống mái che tự động mái che