Thiết kế hệ thống điều khiển từ xa cần cẩu cổng tải trọng 2 tấn

LỜI NĨI ĐẦU Sau hồn thành chương trình đào tạo đạt yêu cầu khoa CNPTNT, nhà trường đề Với mục đích nâng cao khả phân tích, tổng hợp vấn đề mặt lý luận thực tiễn, đồng thời đánh giá kết học tập, rèn luyện sinh viên sau khố học Được phân cơng, trí trường Đại học Lâm nghiệp, khoa Công nghiệp Phát triển Nông thôn thầy giáo hướng dẫn Trần Kim Khôi Tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA CẦN CẨU CỔNG TẢI TRỌNG TẤN” trung tâm thí nghiệm thực hành khoa CNPTNT trường Đại học Lâm nghiệp Dưới hướng dẫn tận tình, chu đáo thầy giáo Trần Kim Khơi ý kiến đóng góp quý báu thầy cô giáo khoa bạn bè đồng nghiệp đến tơi hồn thành đề tài tốt nghiệp Qua cho phép tơi gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cán nhà trường, thầy giáo khoa, phịng thí nghiệm Điện – Điện tử, đặc biệt thầy giáo Trần Kim Khôi tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành đề tài tốt nghiệp Mặc dù với cố gắng thân song đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tơi mong bảo thầy cô giáo ý kiến đóng góp bạn bè đồng nghiệp để đề tài tơi hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn Xuân mai, ngày 06 tháng 05 năm 2008 Sinh viên thực Đàm Thị Liên Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặt vấn đề Việc ứng dụng loại máy móc thiết bị công nghiệp để tạo suất lao động cao địi hỏi nhà quản lý phải có biện pháp hợp lý Áp dụng phương pháp nào? Cho hiệu sao? Mỗi nhà máy, công ty phân xưởng có hình thức khác Khi mà giới ứng dụng máy móc thiết bị tốt nhất, đại cơng nghiệp nước ta cơng cơng nghiệp hố, đại hố cịn nhiều hạn chế như: Chưa có đủ vốn đầu tư để nhập trang thiết bị đại, dây chuyền máy móc đại cịn dùng biện pháp thủ cơng Hiện sử dụng loại máy móc nhập ngoại cũ kỹ lạc hậu, suất kém, phục vụ cho sản xuất đạt hiệu chưa cao Phải thay chúng loại máy móc dây chuyền máy đại, tiên tiến nhằm phục vụ cho sản xuất, đạt suất chất lượng tốt Vì vậy, việc sử dụng công nghệ áp dụng nhiều biện pháp cho hiệu cao vơ quan trọng Ngày nay, q trình sản xuất với điều kiện làm việc nặng nhọc phức tạp, việc giới hố ngày trở nên quan trọng Nó giúp nâng cao suất lao động, giảm chi phí sản xuất, giải phóng sức lao động cho người cơng nhân, đảm bảo an tồn sản xuất đặc biệt khâu bốc dỡ, vận chuyển Đối với cơng ty, nhà máy có quy mơ sản xuất nhỏ, máy móc, thiết bị sản xuất theo dây chuyền nhỏ lẻ phương pháp bốc dỡ, vận chuyển hàng hoá chủ yếu dùng phương pháp thủ công, như: xe đẩy, khiêng vác Tốn nhiều sức lao động người cơng nhân, an tồn cho người công nhân chưa đảm bảo, suất lao động lại thấp Và Công ty Cổ phần Xây dựng Thương mại Cát Thành số Chính thế, sau tìm hiểu kỹ mặt bằng, trang thiết bị công ty, phương pháp vận chuyển hàng hố, tơi thấy cần phải giảm bớt chi phí thời gian nhân cơng, tơi tiến hành đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển từ xa cần cẩu cổng tải trọng tấn” 1.2 Đặc điểm sản xuất công ty Công ty Cổ phần Thương mại Cát Thành thành lập thời gian ngắn tốc độ phát triển nhanh, với loại hình kinh doanh hàng hoá phong phú, đa dạng, như: sản xuất gương, sản xuất gia cơng nhơm – kính – inox - trần thạch cao, mài kính gương Cơng ty giải việc làm cho hàng trăm công nhân với mức lương bình quân 1.400.000đ/người Qua thời gian tìm hiểu phương thức làm việc công ty thấy công việc nặng nhọc nguy hiểm, lại chủ yếu khuân vác thủ công, vận chuyển sản phẩm phải cần đến người công nhân, vừa thời gian, tốn sức lao động, vừa khơng an tồn, xảy nhiều trường hợp tai nạn lao động đáng tiếc Vì vậy, việc sử dụng cần cẩu cổng vào vận chuyển hàng hoá việc làm thiết thực, cần phải tiến hành Sơ đồ mặt bẳng xưởng sản xuất cơng ty Hình 1.1: Sơ đồ mặt sản xuất công ty - Cửa vào - Cửa - Khoảng trống - Phòng giám đốc - Máy sơn kính - Máy mái kinh 7- Đường ray 1.3 Tổng quan loại cần trục bốc dỡ Cần trục: Thiết bị nâng hạ dùng để lắp ráp, nâng hạ, bốc xếp, vận chuyển hàng hố, máy móc, thiết bị, ngun liệu, vật liệu phân xưởng, công trường xây dựng, bến cảng Cần trục thường có: Kết cấu chịu lực (cẩu, tháp, giàn, cột, cần), kết cấu nâng hạ (tời, tenfe), phận dẫn hướng cố định (cáp, xích, thiết bị động lực, điện Phân loại cần trục theo kết cấu: - Cần trục máy bốc xếp kiểu cầu - Cần trục công xôn - Cần trục hai bánh - Cần trục tháp - Cần trục chân đế - Cần trục giàn - Cần trục cáp - Cần trục cột Cần trục có loại cố định loại di động (trên bánh xích, đường ray, phao nổi, máy bay lên thẳng) Cần trục có sức nâng, tầm với, độ cao, khoảng cách vận chuyển khác tuỳ theo chủng loại, kết cấu yêu cầu kinh tế kỹ thuật Cần trục chân đế loại nặng có sức nâng tới 300 tầm với tới 100m, dùng nhà máy đóng tàu Cần trục cáp dùng phạm vi hẹp dây cáp phận chịu tải Những phận cần trục cáp gồm có hai trục đỡ cố định, di chuyển đường ray, dây cáp tải căng hai trụ, goòng tải đặt cáp tải, dây cáp nâng tải để nâng hạ dây cáp kéo để di chuyển goòng tải Tầm với cần trục cáp thường 150- 600m Nếu nhỏ 150m cần trục thay dầm khung gọi cần cẩu cổng Sức nâng cần trục cáp thường – 25 tấn, có trường hợp 50- 150 Có loại cần trục cáp, cố định, di động, quay Cần trục cáp dùng rộng rãi mỏ lộ thiên, vận chuyển đá, quặng với sức nâng 5- 50 tấn, nâng hạ tải trọng độ cao 50m di chuyển khoảng cách tới 1500m Trong ngành Lâm nghiệp Việt Nam, năm 1972- 1973 cần trục cáp dùng lần để bốc dỡ gỗ bãi gỗ Quỳnh Cư, Hải Phòng Cần trục cáp dùng rộng rãi cơng trình xây dựng thuỷ điện Hình 1.2: Các loại cần trục a- cần trục xoay e- cầu trục cổng b- cần trục xoay g- cần trục bán chân đế c- cần trục cột h- cần trục chân đế d- cầu trục i- cần trục tháp 1.4 Sự cần thiết phải điều khiển từ xa cho cần cẩu cổng Hiện đại hố cơng nghệ điều khiển từ xa ngày đóng vai trị quan trọng kỷ 21 Việc áp dụng hệ thống điều khiển từ xa tăng suất lao động, giảm áp lực công việc mà cịn đảm bảo an tồn cho người cơng nhân Điều thể rõ trình bốc xếp, vận chuyển gương kính, vật liệu dễ vỡ nên có mức độ nguy hiểm cao Khi gương kính đưa từ xe xuống, muốn vận chuyển vào nhà máy, người cơng nhân phải điều khiển cần cẩu thông qua hệ thống dây phải di chuyển với di chuyển cần cẩu để cẩu hàng Như nguy hiểm dây cáp móc hàng bị mài mòn, mục nát dễ bị đứt trình vận chuyển, mặt khác việc điều khiển cần cẩu cổng trực tiếp làm cho tầm quan sát bị hạn chế Vì thế, việc áp dụng hệ thống điều khiển từ xa cho cần cẩu cổng khắc phục hạn chế việc điều khiển trực tiếp tay đạt độ xác cao Mặt khác điều khiển cần cẩu từ xa người công nhân cần ngồi chỗ mà không cần phải vất vả việc di chuyển 1.5 Tính cấp thiết đề tài Hiện cơng nghiệp hóa, giới hóa ngày áp dụng rộng rãi nhà, xí nghiệp mang lại lợi ích kinh tế lớn Việc đưa cần cẩu vào sử dụng sản suất làm tăng suất lao động, giảm sức lao động thủ cơng an tồn cho người công nhân Đối với công ty xây dựng Cát Thành, với nhiều loại hàng hoá cồng kềnh (gương, kính) việc vận chuyển hàng hố lâu thực vất vả, cực nhọc nhiều cịn an tồn Như vậy, vấn đề cấp bách đặt Công ty Cổ phần Xây dựng Thương mại Cát Thành phải có hệ thống vận chuyển bốc dỡ hàng hố đại dùng máy móc để thay sức lao động thủ công nhằm tăng suất lao động Với lý đề tài: “Thiết kế hệ thống điều khiển từ xa cần cẩu tải trọng hai tấn” đề tài khả thi có tính thiết thực cao 1.6 Mục tiêu - Giới hạn nghiên cứu 1.6.1 Mục tiêu Thiết kế chọn hệ thống điều khiển, xây dựng lập trình chương trình cụ thể cho hệ thống cần cẩu cổng nguyên lý làm việc sóng hồng ngoại 1.6.2 Giới hạn nghiên cứu Khố luận đề cập đến việc tính tốn, thiết kế hệ thống điều khiển từ xa cho cần cẩu cổng tải trọng hai 1.7 Nội dung phương pháp nghiên cứu 1.7.1 Nội dung Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chương 2: Cấu tạo, hoạt động tính tốn lựa chọn động điều khiển cho cần cẩu cổng Chương 3: Lý thuyết điều khiển từ xa – Sóng hồng ngoại Chương 4: Chọn thiết bị bảo vệ điều khiển - Thiết kế mạch điều khiển từ xa Chương 5: Kết luận - Khuyến nghị 1.7.2 Phương pháp nghiên cứu Ở chủ yếu sử dụng phương pháp nghiên cứu nguồn tài liệu trang thiết bị điện cho cầu trục kết hợp với phương pháp điều tra thực tế để lựa chọn tính tốn cho phù hợp với đặc điểm sản xuất công ty Chương CẤU TẠO - HOẠT ĐỘNG VÀ TÍNH TỐN LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ CHO CẦN CẨU CỔNG 2.1 Cấu tạo - Hoạt động 2.1.1 Cấu tạo Các thông số cần cẩu cổng: Chiều dài đường ray: l = 18,3 m Khẩu độ = 4,2 m chiều cao nâng hạ = 0,5 m Khoảng cách từ mặt đất đến khung đỡ = 3,8 m Chiều dài cần cẩu = 6,1m Chiều rộng chân hình chữ A = m Tải trọng nâng Q = 20000 N Hình 2.1: Sơ đồ cẩn cẩu Hình 2.2: Động di chuyển dọc 2.1.2 Nguyên lý hoạt động: Cần cẩu di chuyển đường ray đến vị trí bốc hàng hố nhờ có hai động đồng tốc lắp hai chân đế chữ A cần cẩu Móc treo vật nối với cáp kéo qua xích, dẫn động động nâng hạ qua truyền đai nối với tời quấn cáp nâng (hạ) vật Hệ thống cẩu di chuyển từ đầu bên tới đầu bên dầm cần cẩu nhờ động điện 2.2 Tính chọn cơng suất động Cần trục thường có ba chuyển động: - Chuyển động nâng hạ (của phận nâng tải ) - Chuyển động ngang - Chuyển động dọc đường ray Động truyền động cấu cần trục có đặc điểm bật sau: Thứ nhất, loại phụ tải: Đặc điểm động truyền động cấu cần trục nói chung làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại, có số lần (tần số) đóng điện lớn Thứ hai, yêu cầu đảo chiều quay: Động truyền động cần trục, cấu nâng hạ, phải có khả đảo chuyền quay, có mơmen thay đổi theo tải trọng rõ rệt Theo khảo sát từ thực tế khơng có tải trọng (khơng tải) mơmen động khơng vượt (15  20)%Mđm; cấu nâng cần trục ngoạm đạt tới 50% Mđm Thứ ba, yêu cầu khởi động hãm: Trong hệ truyền động cấu máy nâng, yêu cầu trình tăng tốc giảm tốc phải êm, đặc biệt thang máy thang chuyên chở khách Bởi vậy, mơmen động q trình hạn chế q độ phải hạn chế theo yêu cầu kỹ thuật an toàn Ở máy nâng tải trọng, gia tốc cho phép thường quy định theo khả chịu đựng phụ tải động cấu Đối với cấu nâng hạ cần trục, máy xúc gia tốc phải nhỏ khoảng 0,2 m/s2 để không giật đứt dây cáp Ngoài ra, động truyền động cấu phải có phạm vi điều chỉnh đủ rộng có đường đặc tính thoả mãn u cầu cơng nghệ Đó u cầu dừng máy xác, nên địi hỏi đường đặc tính thấp, có nhiều đường đặc tính trung gian để mở hãm máy êm Thứ tư, phạm vi điều chỉnh không lớn, cần trục thông thường D   1; cần trục lắp ráp (D = 10  1) lớn Độ xác điều chỉnh không yêu cầu cao, thường khoảng 5% Thứ năm, yêu cầu bảo vệ an toàn có cố: Các phận chuyển động phải có phanh hãm điện từ, để giữ chặt trục điện, bảo đảm an toàn cho người vận hành phận khác hệ thống sản xuất Để đảm bảo an toàn cho người thiết bị vận hành, sơ đồ khơng chế có Bảng 4.2:Bảng kết chọn chi tiết Động Nâng hạ Số lượng Mã hiệu Cầu chì 01 3NA2 805 Iđm = 16 A Aptomat 01 G4CB3020C Iđm = 20 A Cầu dao 01 5TE7 313 Iđm = 40 A Rơle 02 MK2P-IAC220 Iđm = 10 A Dây cáp 3,5m PVC(4x2,5) Icp = 22 Cầu chì Aptomat Cầu dao Di chuyển giàn Rơle Công tắc hành 01 01 01 02 Dây cáp G4CB 3010C Iđm = A 5TE7 111 Iđm = 10A IAC 110 Iđm = 16 A WLC32 Iđm = A 02 UđmAC = 125V 5m PVC(4x1) Icp =14 A Cầu chì 01 3NA3 803 Iđm = 10 A Aptomat 01 G4CB 3010C Iđm = 16A Cầu dao 01 5TE7 113 Iđm = 25 A Rơle 02 LY2AC110/220 Iđm = A Công tắc hành 02 WLSD2 UđmAC= trình Nhóm động thuật 3NA2 804 trình Di chuyển xe Chỉ tiêu kỹ Chi tiết 250V Dây cáp 15m PVC(4x1,5) cầu chì 01 3NA3 807 Iđm = 20 A Aptomat 01 G4CB 3040C Iđm = 40A Cầu dao 01 5TE7 614 Iđm = 80 A Dây cáp 30m PVC(4x3,5) Icp = 27 A 4.2 Thiết kế mạch điện 4.2.1 Mạch điện điều khiển cần cẩu cổng 47 Icp = 17 A L1 L2 L3 CD Ap Ap1 Ap2 K2 K1 Ap3 K4 K3 K6 K5 RT RT ÐC1 RT ÐC3-1 ÐC2 Hình 4.1: Sơ đồ mạch động lực 48 ÐC3-2 L1 N®11 NC L2 K HN7 K1 K2 K2 K1 RT KHN1 N®12 KHN2 N®21 NC1 K3 K4 KHN3 N®22 NC2 K4 K3 KHN4 N®31 NC3 K5 K6 KHN5 N®32 NC4 K6 KHN6 Phanh ®c1 K1 400V 15uF Trục động K2 Phanh đc2 12V K3 Trục động K4 Phanh đc K5 Trục động 3-1 K6 Phanh đc K5 Trục ®éng c¬ 3-2 K6 Hình 4.2: Sơ đồ mạch điều khiển 49 K5 L1 L3 L2 N CD Ap N®11 NC KHN7 Ap3 Ap2 K1 K2 K2 K1 RT KHN1 N®12 Ap1 KHN2 K6 NC1 N®21 K5 K4 K3 K2 K1 K3 K4 KHN3 N®22 RT NC2 K4 K3 K HN4 RT RT NC3 N®31 K5 ĐC3-1 ĐC3-2 ĐC2 K6 KHN5 N®32 ĐC1 NC4 K6 K5 KHN6 Phanh ®c1 K1 400V 15uF Trục động K2 Phanh đc2 12V K3 Trục động K4 Phanh đc K5 Trục động 3-1 K6 Phanh đc K5 Trục ®éng c¬ 3-2 K6 Hình 4.3: Sơ đồ hệ thống điều khiển cần cẩu cổng 50 Trong đó: -CD: Cầu dao - Ap: Aptomat - ĐC1: động nâng hạ - ĐC2: động di chuyển ngang - ĐC3: động di chuyển dọc - RT: rơle nhiệt - Rơle điện từ động nâng hạ, gồm có: tiếp điểm thường đóng K1, K2; cuộn dây K1, K2 - Rơle điện từ động di chuyển ngang, gồm có: tiếp điểm thường đóng K3, K4; cuộn dây K3, K4 - Rơle điện từ động di chuyển dọc, gồm có: tiếp điểm thường đóng K5, K6; cuộng dây K5, K6 - Nđ11, Nđ12: Các nút ấn thường mở động nâng hạ - Nđ21, Nđ22: Các nút ấn thường mở động di chuyển ngang - Nđ31, Nđ32: Các nút ấn thường mở động di chuyển dọc - Nc1, Nc2: công tắc hành trình động di chuyển ngang - Nc3, Nc4: cơng tắc hành trình động di chuyển dọc - Nc: Nút ấn thường đóng - KHN1, KHN2, IHN1, IHN2, EHN1, EHN2: Các tiếp điểm thường mở hồng ngoại b Nguyên lý hoạt động Nguồn điện lưới 380V cung cấp cho bảng điều khiển hệ thống cần cẩu Khi đóng cầu dao – aptomat dịng điện đưa vào bảng điều khiển cấu cần cẩu không hoạt động mạch bị hở công tắc Cần cẩu gồm có ba chuyển động: nâng - hạ, chuyển động di chuyển ngang di chuyển dọc: * Khi ta nhấn Nđ11 (hành trình nâng vật) cuộn dây K1 cấp điện tác dụng lực điện từ tiếp điểm thường mở công tắc tơ K1 đóng lại, cấp nguồn vào động ĐC1 Động quay thuận chiều tương ứng với hành trình nâng Đồng thời tiếp điểm thường mở đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây phanh, lõi thép phanh hút lại, má phanh mở cho phép trục động làm việc Ngoài ra, K1 cấp nguồn cặp tiếp điểm thường đóng mở ngắt mạch hành trình hạ, khơng cho phép hành trình hạ thực đồng thời 51 Động hoạt động ta tác dụng vào nút nhấn Nđ1 ta thơi tác dụng động dừng lại điện cuộn dây K1 bị ngắt Các tiếp điểm thường mở, mở làm điện động cuộn dây Do chuyển động dừng có lệnh Khi nhấn phím “1” mạch phát tín hiệu, mạch thu tín hiệu giải mã xuất tín hiệu đóng mạch rơle Cặp tiếp điểm thường mở rơle KHN! đấu song song với Nđ11 đóng lại K1 cấp nguồn động quay thuận chiều tương ứng hành trình nâng Nếu nhấn Nđ12 tiếp điểm thường mở cơng tắc tơ K2 đóng, tiếp điểm thường đóng mở làm cho động quay ngược trở lại hành trình hạ thực Đồng thời mạch hành trình nâng bị ngắt Các tiếp điểm thường đóng cuộn dây K1 mắc nối tiếp với cuộn dây K2 tiếp điểm thường đóng cuộn dây K2 mắc nối tiếp với cuộn dây K1 làm nhiệm vụ khống chế không cho lúc hai cuộn dây điều khiển cấp điện dẫn đến tượng đoản mạch * Khi ta nhấn nút Nđ21 cuộn dây K3 cấp điện tác dụng lực điện từ tiếp điểm thường mở công tắc tơ K3 đóng lại, tiếp điểm thường đóng mở ra, làm cho hệ thống cẩu di chuyển ngang theo chiều thuận Khi ta không tác dụng vào nút N đ21 chuyển động ngang dừng lại Muốn cho động di chuyển theo chiều ngược lại ta nhấn nút Nđ22 Ở mạch điều khiển chuyển động ngang có thêm cơng tắc hành trình NC1 NC2 Khi động di chuyển đến cuối hành trình, cơng tắc hành trình mở ngắt nguồn cuộn dây làm cho hành trình dừng lại * Khi ta nhấn nút Nđ31 cuộn dây K4 cấp điện tác dụng lực điện từ tiếp điểm thường mở cơng tắc tơ K5 đóng lại, tiếp điểm thường đóng mở ra, làm cho hệ thống cẩu di chuyển dọc theo chiều thuận Khi ta không tác dụng vào nút Nđ31 chuyển động dọc đường ray hệ thống cần cẩu dừng lại Muốn cho động di chuyển theo chiều ngược lại ta nhấn nút Nđ32 Ở mạch điều khiển chuyển động dọc có thêm cơng 52 tắc hành trình NC3 NC4 Khi động di chuyển đến cuối hành trình, cơng tắc hành trình mở ngắt nguồn cuộn dây làm cho hành trình dừng lại Nút nhấn thường đóng Nc có tác dụng cắt dịng điện làm cho động khơng hoạt động có tác dụng dừng chuyển động trường hợp nút nhấn bị kẹt * Trong q trình vận hành ta khơng phép tác động lúc nút bấm trở lên tay điều khiển nguy hiểm Để khống chế trình sử dụng sơ đồ blocking thể sơ đồ 4.2.2 Mạch thu – Phát tín hiệu hồng ngoại a Sơ đồ mạch 53 3V C2 120pF 14 MHz C3 120pF U1 Vss Vcc XT TXout TEST XT CODE K1 T3 K2 T2 K3 K4 T1 K5 SZ9148 K6 16 15 14 13 12 11 10 R1 Q1 A1015 C1 470uF 12 18 11 17 10 16 15 14 13 D2 D3 D4 IN4148 Hình 4.4: Mạch phát sóng hồng ngoại sử dụng linh kiện điện tử 54 D1 IRLED R2 10 R9 4k U1 R8 10M Vss RXIN HP1 HP2 HP3 HP4 HP5 SP5 C2 Vcc Vcc 16 15 C1 14 C2 13 C3 SP1 12 11 SP2 SP3 10 SP4 102 102 K HN4 K HN5 K HN6 K HN7 K HN8 C6 104 Vcc R14 2 Vcc U2 Vcc C5 104 R11 10K 5 QA Vcc QA QB CPA QB CDA CPB CPB DA DB VSS SDB 4013B 14 13 12 11 10 Led Vcc Vcc C6 K HN3 Vcc Led 9149 K HN2 Led 14 13 12 11 10 Vcc C3 Relay1 C4 Q2 A1015 K HN1 Relay2 R11 10K Relay3 10M Relay4 R5 4M QA Vcc QA QB CPA QB CDA CPB CPB DA DB VSS SDB 4013B Relay5 C5 104 3 Relay6 C1 102 R2 10M R4 Vcc Relay7 Vcc U2 R3 Led thu Relay8 Vcc Vcc 104 R14 Led Vcc U2 Vcc C5 104 R11 10K 5 QA Vcc QA QB CPA QB CDA CPB CPB DA DB VSS SDB 4013B 4 14 13 12 11 10 Vcc Led Vcc C6 Vcc 104 R14 Vcc U2 Vcc C5 104 R11 10K 7 QA Vcc QA QB CPA QB CDA CPB CPB DA DB VSS SDB 4013B 14 13 12 11 10 Vcc Vcc Led C6 104 Led R14 Vcc Led Hình 4.5: Mạch thu tín hiệu hồng ngoại 55 Linh kiện C1 C2, C3 R1 R2 Y1 D1 D2, D3, D4 SZ9148 Bảng 4.2: Trị số linh kiện mạch phát Số Mô tả lượng Tụ phân cực 47pF Tụ gốm 120pF Điện trở 470  Điện trở  Thạch anh 445K Diod (IR) Diod (IN4148) Ic (SZ9148) Ghi b Nguyên lý hoạt động mạch thu phát Mạch phát tín hiệu: Lệnh điều khiển đưa đến mã hóa dạng bít nhị phân tương ứng với phím điều khiển Khi ta tác dụng vào nút bàn phím (ví dụ nút 1), tín hiệu lọc, khuếch đại điều chế thành tín hiệu đủ lớn để Led phát, phát tín hiệu hồng ngoại với tần số định tương ứng X1 môi trường Ở khối thạch anh Y1 tụ gốm có tác dụng tạo xung cung cấp vào Ic SZ9148, khối thạch anh tạo tín hiệu dao động, cịn tụ gốm tạo tín hiệu dao động ổn định tín hiệu thạch anh cung cấp cho Ic hoạt động Mạch thu tín hiệu: Led thu, thu tín hiệu hồng ngoại Led phát truyền tới biến đổi thành tín hiệu điều khiển tín hiệu sau đưa vào Ic9149 khuếch đại lên, tín hiệu qua chân diod đến khối tách sóng sóng mang bị triệt tiêu giữ lại tín hiệu điều khiển gửi từ mạch phát, tín hiệu thu được giải mã thành lệnh điều khiển dạng bít nhị phân, sau đưa đến khối chấp hành rơle khởi động tác động trực tiếp vào động cần điều khiển Tại mạch thu có tích hợp nút bấm 1,2, phịng trường hợp mạch phát tín hiệu khơng hoạt động cho phép điểu khiển hệ thống Các nút bấm 1,2,…8 mạch thu có tác dụng nút 1,2,…8 mạch phát 56 Trong mạch thu có led báo tương ứng với nút bấm, có tác dụng báo kênh hoạt động tương ứng nút Trong mạch hệ thống cần nút điều khiển Tuy nhiên tơi có tích hợp thêm nút tương ứng với KHN8 làm kênh mở rộng, cho phép ta điểu khiển thêm tác vụ mở rộng q trình sản xuất cải tiến trình sản xuất 57 Chương KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, với cố gắng nổ lực thân, giúp đỡ bạn bè, đồng nghiệp thầy cô giáo, đặc biệt thầy giáo hướng dẫn Trần Kim Khôi, đề tài tốt nghiệp tơi hồn thành với nội dung sau: Tổng quan vấn đề nghiên cứu: Ở phần nêu tình hình hoạt động sản xuất Cơng ty Cổ phần Xây dựng Thương mại Cát Thành phương hướng phát triển năm tới Tổng quan cầ trục cần thiết phải điều khiển từ xa cho cần cẩu cổng Tính tốn lựa chon động phù hợp với cấu cần cẩu cổng Nghiên cứu, tìm hiểu lý thuyết điều khiển từ xa, lý thuyết sóng hồng ngoại Tính tốn, lựa chọn các thiết bị bảo vệ cho hệ thống bảng mạch điều khiển Đồng thời đưa mạch thu phát hồng ngoại để điều khiển từ xa cho cần cẩu cổng Về mặt chủ quan xét thấy rằng: Với hệ thống điều khiển từ xa vậy, ta điều khiển tồn q trình bốc dỡ hàng hố cẩu trục thơng qua việc điều khiển từ xa sóng hồng ngoại Qua giúp cho người công nhân đỡ vất vả công việc điều khiển công tác củả cần cẩu mà đảm bảo suất bốc dỡ, tránh tai nạn rủi ro xảy lao động Đặc biệt, với nội dung khố luận tơi hồn thành thiết bị điều khiển hoạt động có tính khả thi Hệ thống điều khiển từ xa mở rộng cho việc điều khiển từ xa cẩu trục bốc dỡ hàng hoá hải cảng, bến bãi Với địa điểm khác nhau, loại hình khác 5.2 Khuyến nghị Dựa kết đề tài đưa ra, xét thấy áp dụng hệ thống điều khiển từ xa vào sản xuất đem lại hiệu qua công việc cao 58 Tài liệu tham khảo Bài giảng Kỹ thuật điện điện tử (2006) - Trần Kim Khôi NXB Nông nghiệp Bài giảng sở tự động điều khiển (2006) - Trần Kim Khôi NXB Nông nghiệp Mạch số - PGS – TS Nguyễn Hữu Phương NXB thống kê 4.Trang bị điện - Điện tử TỰ ĐỘNG HOÁ Cầu trục cần trục – PGS.TS Bùi Quốc Khánh – TS Hồng Xn Bình NXB Khoa học kỹ thuật Luận văn tốt nghiệp - Trường Đại học Lâm nghiệp MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Đặc điểm sản xuất công ty 1.3 Tổng quan loại cần trục bốc dỡ 1.4 Sự cần thiết phải điều khiển từ xa cho cần cẩu cổng 1.5 Tính cấp thiết đề tài 1.6 Mục tiêu - Giới hạn nghiên cứu 1.6.1 Mục tiêu 1.6.2 Giới hạn nghiên cứu 1.7 Nội dung phương pháp nghiên cứu 1.7.1 Nội dung 1.7.2 Phương pháp nghiên cứu Chương CẤU TẠO - HOẠT ĐỘNG VÀ TÍNH TỐN LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ CHO CẦN CẨU CỔNG 2.1 Cấu tạo - Hoạt động 2.1.1 Cấu tạo 2.1.2 Nguyên lý hoạt động: 2.2 Tính chọn cơng suất động 2.2.1 Động truyền động cấu nâng - hạ 12 2.2.2 Tính tốn động lực học cấu di chuyển cần cẩu cổng 16 Chương LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỪ XA – SÓNG HỒNG NGOẠI 20 3.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển từ xa 20 3.1.1 Một số vấn đề hệ thống điều khiển từ xa 21 3.1.2 Các phương pháp mã hóa điều khiển từ xa 21 3.1.3 Sơ đồ khối hệ thống điều khiền từ xa 22 3.2 Các phương pháp điều chế tín hiệu hệ thống điều khiển từ xa 23 3.2.1 Điều chế biên độ xung (PAM) 23 3.2.2 Điều chế độ rộng xung 25 3.2.3 Điều chế vị trí xung (PPM) 25 3.2.4 Điều chế mã xung 26 3.3 Điều khiển từ xa dùng tia hồng ngoại 27 3.3.1.Khái niệm tia hồng ngoại 27 3.3.2 Nguồn phát sáng hồng ngoại phổ 28 3.3.3.Linh kiện thu sóng hồng ngoại 29 3.5 Hệ thống truyền tin hồng ngoại: 41 Chương CHỌN CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ ĐIỀU KHIỂN - THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 42 4.1.Chọn thiết bị bảo vệ điều khiển cho hệ thống thiết bị điện 42 4.2 Thiết kế mạch điện 47 4.2.1 Mạch điện điều khiển cần cẩu cổng 47 4.2.2 Mạch thu - Phát tín hiệu hồng ngoại 53 Chương KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 58 5.1 Kết luận 58 5.2 Khuyến nghị 58 Tài liệu tham khảo ... xa hệ thống điều khiển thiết bị từ khoảng cách xa. Ví dụ hệ thống điều khiển vô tuyến, hệ thống điều khiển từ xa tia hồng ngoại, hệ thống điều khiển từ xa cáp quang dây dẫn  Sơ đồ kết cấu hệ thống. .. 0, 82. 42 = 34,44 Nm Ta thấy: Mcp > Mcản = 15, 02 Nm ( thoả mãn điều kiện tải) 19 Chương LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỪ XA – SÓNG HỒNG NGOẠI 3.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển từ xa Hệ thống điều khiển từ xa. .. xoay g- cần trục bán chân đế c- cần trục cột h- cần trục chân đế d- cầu trục i- cần trục tháp 1.4 Sự cần thiết phải điều khiển từ xa cho cần cẩu cổng Hiện đại hố cơng nghệ điều khiển từ xa ngày