TIỂU LUẬN MÔN HỌC LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG:CỬA tự ĐỘNG

Ngày nay, cửa tự động đang dần trở thành khuynh hướng thiết kế của thời đại mới bởi các ưu điểm vợt trội của nó như khả năng sử dụng lưu thông cao, tốc độ đóng mở nhanh và tính an toàn, tiết kiệm diện tích. Hiện nay cửa tự động còn vơn lên một tầm cao mới với các kỹ thuật hiện đại nh khả năng vận hành bằng điều khiển từ xa hay mắt điện tử thông minh. Cửa tự động là loại cửa người dùng không phải tác động trực tiếp lên cánh cửa mà cửa vẫn tự động mở theo ý muốn của mình. Với tính năng này, cửa tự động mang lại những thuận lợi lớn cho người sử dụng như: Nếu người dùng cửa đang bê vác vật gì đó thì cửa tự động không chỉ tạo cảm giác thỏa mái mà thực sự đã giúp người dùng hoàn thành công việc mà không bị cản trở. Sử dụng cửa tự động sẽ giúp người dùng đỡ tốn thời gian để đóng mở cửa. Cửa tự động đem lại cảm giác thỏa mái cho người dùng, loại bỏ hoàn toàn cảm giác ngại, khó chịu như khi dùng cửa thường.

Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu Tiểu Luận Môn Học Hệ Thống Điều Khiển Cửa Cuốn Tự Động GVHD: ThS Châu Nguyễn Ngọc Lan Môn học: Lý thuyết điều khiển tự động Thành viên nhóm: - Trần Minh Trung Tín (DH18TD) - Dương Thái Duy (DH18TD) - Trần Minh Nhật (DH15DC) - Nguyễn Ngọc Tú (DH18TD) VũngTàu, Ngày 06 Tháng 04 Năm 2020 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CỬA TỰ ĐỘNG .5 GIỚI THIỆU VỀ CỬA TỰ ĐỘNG .5 1.1 CÁC YÊU CẦU CỦA MỘT HỆ THỐNG CỬA 1.1.1 Tính bảo mật 1.1.2 Tính đơn giản 1.1.3 Tính thẩm mỹ 1.1.4.Tính thuận tiện 1.1.5.Tính tự động 1.2 MỘT SỐ HỆ THỐNG CỬA TỰ ĐỘNG 1.2.1 Cửa trượt 1.2.2 Cửa xoay 1.2.3 Cửa 11 1.2.4 Cửa kéo 12 1.3 CÁC LOẠI CỬA CUỐN HIỆN NAY 13 1.3.1 Cửa truyền thống 13 1.3.2 Cửa suốt .14 1.3.3 Cửa liền 15 1.3.4 Cửa khe thoáng 16 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CỬA CUỐN VÀ CÁC PHẦN TỬ DÙNG TRONG MƠ HÌNH 17 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CỬA CUỐN .17 2.1.1 Phương pháp dùng rơle - công tắc tơ 17 2.1.2 Phương pháp dùng vi điều khiển 18 2.1.3 Phương pháp dùng PLC .21 2.2 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 23 2.2.1 Phương pháp dùng Rơle – công tắc tơ 23 2.2.2 Phương pháp dùng vi điều khiển 23 2.2.3 Phương pháp dùng PLC .24 2.3 CÁC PHẦN TỬ DÙNG TRONG MÔ HÌNH 25 2.3.1 Rơle 25 2.3.1.1 Cấu tạo Rơle 25 2.3.1.2 Phân loại rơle 25 2.3.1.3 Nguyên lý hoạt động 26 2.3.1.4 Ứng dụng .26 2.3.2 Cảm biến quang 27 2.3.3 Động điện cho hệ truyền động 29 CHƯƠNG LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ DÙNG TRONG MÔ HÌNH 30 3.1 u cầu khí .30 3.2 Yêu cầu điện 30 3.3 Mục đích việc chế tạo mơ hình 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin, ngành kỹ thuật điều khiển, ngành tự động hóa đạt nhiều tiến Tự động hóa khơng làm giảm nhẹ sức lao động cho người mà cịn góp phần lớn việc nâng cao suất lao động, cải thiện chất lợng sản phẩm Chính tự động hóa ngày khẳng định vị trí vai trị ngành cơng nghiệp phổ biến rộng rãi hệ thống cơng nghiệp giới nói chung Việt Nam nói riêng Khơng dừng lại đó, phát triển tự động hóa cịn đem lại nhiều tiện ích phục vụ đời sống hàng ngày cho người Một minh chứng rõ nét đời cửa tự động với nhiều tiện ích hơn, đa Để phục vụ tốt đời sống người thời điểm xã hội ngày đại phát triển nay, ln địi hỏi cải tiến cơng nghệ tính tiện ích cho cửa tự động Việc ứng dụng thành công thành tựu lý thuyết điều khiển tối u, công nghệ thông tin, cơng nghệ máy tính, cơng nghệ điện điện tử lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác năm ngần đẫn đến đời phát triển thiết bị điều khiển logic có khả lập trình Cũng từ tạo cách mạng lĩnh vực kỹ thuật điều khiển Đây đề tài khơng hồn tồn phù hợp với thực tế sản xuất nay, sâu nghiên cứu thấy hấp dẫn thấy vai trị việc điều khiển tự động Xác định rõ nhiệm vụ em cố gắng hết sức, tập trung tìm hiểu Kết thu chưa nhiều bị hạn chế kiến thức, thời gian kinh nghiệm giúp em có thêm kiến thức để sau trường có tảng tiếp cận với cơng nghệ Trong q trình làm trình độ hiểu biết em có hạn, nên nội dung tiểu luận khơng tránh khỏi sai sót Vì em mong bảo góp ý thầy cô người quan tâm đến vấn đề CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CỬA TỰ ĐỘNG GIỚI THIỆU VỀ CỬA TỰ ĐỘNG Xã hội đại, nhu cầu đa dạng địi hỏi tiện nghi sống khơng ngừng nâng lên, tào nhà văn phòng cao ốc đại tiện nghi ngày nhiều việc ứng dụng khoa học cơng nghệ vào q trình quản lý điều hành cần thiết cho việc giảm thiểu nhân tiết kiệm thời gian, tiền bạc Ngày nay, cửa tự động dần trở thành khuynh hướng thiết kế thời đại ưu điểm vợt trội khả sử dụng lưu thơng cao, tốc độ đóng mở nhanh tính an tồn, tiết kiệm diện tích Hiện cửa tự động cịn vơn lên tầm cao với kỹ thuật đại nh khả vận hành điều khiển từ xa hay mắt điện tử thông minh Cửa tự động loại cửa người dùng tác động trực tiếp lên cánh cửa mà cửa tự động mở theo ý muốn Với tính này, cửa tự động mang lại thuận lợi lớn cho người sử dụng như: Nếu người dùng cửa bê vác vật cửa tự động khơng tạo cảm giác thỏa mái mà thực giúp người dùng hồn thành cơng việc mà khơng bị cản trở Sử dụng cửa tự động giúp người dùng đỡ tốn thời gian để đóng mở cửa Cửa tự động đem lại cảm giác thỏa mái cho người dùng, loại bỏ hồn tồn cảm giác ngại, khó chịu dùng cửa thường Đặc biệt nơi công cộng, công sở, cửa tự động ngày phát huy ưu điểm Đó cửa tự động giúp cho lưu thơng qua cửa nhanh chóng dễ dàng, giảm va chạm nhiều người sử dụng chung cánh cửa Thêm vào đó, hệ thống máy lạnh sử dụng rộng rãi nơi công sở, công cộng Nếu ta dùng loại cửa bình thường phải đảm bảo cửa ln đóng khơng có người qua lại để tránh thất lạnh ngồi gây lãng phí Thế điều thực tế lại khó thực ý thức người nơi cơng cộng khác Do đó, cửa tự động với tính chất ln đóng khơng có người qua lại đáp ứng tốt yêu cầu Chính ưu điểm bật cửa tự động mà phải phát triển ứng dụng rộng rãi hơn, đồng thời nghiên cứu để cải tiến nâng cao chất lượng hoạt động cửa tự động để ngày đại hơn, tiện ích Đứng trước u cầu cơng ty hãng sản xuất tạo cửa có tính tự động hóa cao đáp ứng nhu cầu lại người 1.1 CÁC YÊU CẦU CỦA MỘT HỆ THỐNG CỬA Trong cơng trình xây dựng xưa cửa cổng yếu tố thiếu Sự phát triển mạnh mẽ lĩnh vực kiến trúc, xây dựng, kéo theo phát triển đa dạng loại cửa cổng Chúng kết hợp lại với để tạo cơng trình mang tính thẩm mỹ cao thuận tiện việc sử dụng Đặc biệt hệ thống cửa tự động ngày phát triển sử dụng rộng rãi, chúng lắp đặt cách gọn gàng thẩm mỹ Đối với hệ thống cửa nói chung hệ thống cửa tự động nói riêng phải ln đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cần thiết như: Tính bảo mật, tính đơn giản, tính thuận tiện, tính thẩm mỹ đặc biệt tính tự động hố… 1.1.1 Tính bảo mật Khi thiết kế nhà thiết kế chế tạo theo đơn đặt hàng khách hàng Khi khách hàng đặt loại tự động mà có u cầu tính bảo mật, tính bảo mật thể nhiều yếu tố, ví dụ cửa có chức ngăn cách mơi trường bên mơi trường bên ngồi, hay có chức bảo vệ phịng hệ thống khố thường… Cịn sử dụng hệ thống cửa mà mang yếu tố bảo mật cao hệ thống cửa khố số đáp ứng tính này, có nghĩa người ngồi khơng thể mở cửa biết mã số cửa người cần bấm sai mã số lần có hệ thống cịi báo động Cửa mở nhận mã số cài đặt từ trước Hệ thống cửa tự động có sử dụng mã số thay đổi mã cài đặt cài đặt mã phụ để đảm bảo tính an tồn bảo mật 1.1.2 Tính đơn giản Một tiêu chuẩn mà nhà sản xuất kinh doanh phải xem xét tính đơn giản hệ thống Một sản phẩm đưa thị trường thị trường chấp nhận phải đảm bảo người tiêu dùng dễ dàng sử dụng Chỉ vài hướng dẫn nhỏ làm chủ sản phẩm Tính đơn giản thể dễ lắp đặt, dễ vận hành, dễ bảo dưỡng Giống loại cửa sử dụng thị trường cửa sử dụng tia hồng ngoại, cửa dùng điều khiển từ xa (remote control), cửa dùng thể từ (magnetic card) để quét mã số có card, cảm biến an tồn (sensor) Vì vậy, loại cửa kể khơng cần dùng khố để khoá mà loại hệ thống cửa chúng sử dụng khố điện để khố 1.1.3 Tính thẩm mỹ Khi xã hội ngày văn minh người địi hỏi thẩm mỹ cao sản phẩm phục vụ người cần phải vô phong phú mang nặng tính mỹ quan Một sản phẩm ăn khách đưa thị trường đánh vào ý thức người hình thức bề ngồi sản phẩm Con người đại khơng cịn mang nặng quan niệm “ăn mặc bền” mà đẹp làm trở nên có ý nghĩa Với tiêu chí hệ thống cửa nói chung phải đáp ứng thực tiễn Cửa tự động phù hợp với cửa sảnh văn phòng, khách sạn, nhà băng, phòng trưng bày sản phẩm, biệt thự… Cửa tự động vận hành nhờ mô tơ dùng điện thấp tiết kiệm điện năng, an tồn vận hành 1.1.4.Tính thuận tiện Hiện thị trường có nhiều sản phẩm cửa mang tính tự động hố nhiều nhà sản xuất cung cấp, ví dụ cơng ty trách nhiệm hữu hạn khí Đa Phúc Với thiết bị nội địa hoá với giá thành ngày giảm Các loại cửa hoạt động đơn giản mà không cần người sử dụng nhiều thời gian, ví dụ muốn mở cửa người sử dụng cần bấm mã số cửa tự động mở vào nhà sau 5(s) cửa tự động đóng lại Khi cửa đóng tức chúng tự động khố lại Ví dụ cửa sử dụng tia hồng ngoại sân bay quốc tế hay siêu thị… cần tiến tới gần cửa với khoảng cách định cửa tự động mở sau qua cửa cửa tự động đóng lại 1.1.5.Tính tự động Cửa có microprocessor thiết kế đưa vào điều khiển lập trình tự động cho cửa như: độ rộng cửa, tốc độ đóng mở cửa, tốc độ giảm tốc đóng cửa mở cửa gần hết lập trình điều khiển Chế độ đóng cửa thiết kế tự động hồn tồn, cửa đóng mở kịp thời hoàn toàn tự động Cùng với phát triển không ngừng công nghệ tiến khoa học kỹ thuật, thiết bị cổng cửa bước áp dụng tiến khoa học để giảm thiểu sức người đưa sản phẩm đến tự động hố hồn tồn nhờ PLC, CNC… từ cánh cửa thô sơ vận hành khố tay lắp đặt mơ tơ chạy điện, điều khiển từ xa, cảm biến quang, dùng thẻ từ để mở cửa tự động kiểm soát người qua lại Hiện ngành tự động hoá bước phát triển nên phải nhập ngoại số thiết bị PLC CNC, thiết bị nội địa hoá để phát triển chất lượng sản phẩm, giảm giá thành sản phẩm với mục đích cung cấp cho người sử dụng sản phẩm cửa có chất lượng cao, mẫu mã đẹp, có nhiều tính đại, tự động an toàn, bảo vệ chống đột nhập nhng lại để kiểm soát khẩn cấp 1.2 MỘT SỐ HỆ THỐNG CỬA TỰ ĐỘNG Hiện có nhiều loại cửa tự động : cửa kéo,cửa đẩy, cửa cuốn, cửa trợt Nhưng chúng thường sản xuất nước bán Việt Nam với giá thành cao Vì chúng khơng sử dụng rộng rãi 1.2.1 Cửa trượt Hình 1.1: Cửa trượt 04 cánh Hình 1.2: Cửa trượt 02 cánh Loại cửa có đặc điểm có rãnh trượt cố định cho phép cánh cửa trượt qua trượt lại Loại cửa thường sử dụng nhà hàng khách sạn, sân bay hay nhà ga, quan, trung tâm thương mại… Loại cửa có ưu điểm kết cấu nhẹ nhàng, tạo cảm giác thoáng đạt thỏa mái lịch thích hợp với nơi công cộng, quan… 1.2.2 Cửa xoay Hình 1.3: Cửa tự động trượt xoay Đó hệ thống cửa lắp đặt nhà hàng, viện bảo tàng, nhà chờ sân bay, ngân hàng… Hệ thống cửa hoạt động theo chiều định, có nghĩa ta nhìn cửa có hai cánh thực chất cánh ghép lại quay quanh trục cố định Hệ thống cửa có đường riêng đường vào riêng, khơng có chiều ngược lại Hình 1.4: Cửa xoay dạng vịm cong Ưu điểm bật hệ thống cửa thuận tiện việc vận hành dễ dàng kiểm soát người vào nhờ có cấu khí hai trục đỡ, ví dụ ngày cửa quay vịng số người vào Nhưng có nhược điểm tốn diện tích đất sử dụng Nên hệ thống cửa lắp đặt thích hợp nơi cơng cộng CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CỬA CUỐN VÀ CÁC PHẦN TỬ DÙNG TRONG MƠ HÌNH 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CỬA CUỐN 2.1.1 Phương pháp dùng rơle - công tắc tơ Hệ thống bao gồm nút ấn start, stop, rơ le trung gian, công tắc hành trình, động điện chiều Hình 2.1: Mạch điều khiển dùng rơ le Nguyên lý hoạt động: Khi người muốn mở cửa để vào nhấn Start, mạch cấp điện cho cuộn hút rơle R1 tác động đến tiếp điểm R đóng lại cấp điện cho động chiều cuộn cửa lên Khi cửa lên gặp cơng tắc hành trình CT1 ngắt điện cuộn hút R1 dùng cấp điện cho động cơ, cửa dừng lại trên, đồng thời cấp điện cho rơle thời gian RT hoạt động đếm thời gian Sau khoảng thời gian đặt trước tiếp điểm đóng chậm rơle thời gian cấp điện cho cho cuộn hút rơle R bắt đầu lại cấp điện cho động truyền động cho cửa xuống, hết q trình xuống gặp cơng tắc hành trình CT dừng cấp điện cho cuộn hút R2 động dừng lại cửa trạng thái đóng Nút Stop để dừng khẩn cấp có cố q trình làm việc Hình 2.2: Sơ đồ mạch đảo chiều động Cuộn hút Rh để bảo vệ chống kích từ động cơ, làm việc bình thường cuộn hút ln đóng Tiếp điểm hút đảm bảo cấp điện cho mạch phần ứng động cơ,khi kích từ cuộn hút nhả cắt điện phần ứng động để bảo vệ động Điện trở Rv để điều chỉnh kích từ động 2.1.2 Phương pháp dùng vi điều khiển Thành phần điều khiển vi điều khiển người thiết kế lập trình đổ ghi vào nhớ vi điều khiển, thực lệnh vi điều khiển kiển tra khống chế thiết bị bên (Động cơ, cảm biến, công tắc, ) kiểm tra xong thiết bị vi điều khiển thực theo lệnh lập trình đưa định điều khiển Vi điều khiển nhận tín hiêu điều khiển từ thiết bi đầu vào như: cảm biến, cơng tắc hành trình hay tín hiệu đưa vào từ bàn phím Đây thiết bị đưa lệnh điều khiển yêu cầu cho thiết bị phải đảo bảo độ tin cậy cao để có lệnh điều khiển xác Tín hiệu đầu vi điều khiển đóng vai trị lệnh điều khiển đối tượng điều khiển Đối tượng điều khiển động truyền động cho cửa Hình 2.3: Sơ đồ khối cửa tự động dùng Vi điều khiển Để phát người vào ta sử dụng cảm biến quang, chúng gửi tín hiệu „0‟ vào chân VĐK có người đến gần cửa Để dễ dàng mơ ta sử dụng button để thay Sử dụng mạch cầu đảo chiều động Hình 2.4: Mạch đảo chiều động Hình 2.5: Vi điều khiển AT89C51 Một cặp tiếp điểm đặt vị trí cửa đóng gần hết hành trình, đóng gần hết hành trình làm cho cặp tiếp điểm đóng lại gửi tín hiệu chân VĐK, ta lập trình để dừng động Tương tự cặp tiếp điểm khác đặt vị trí cửa hết hành trình, ta lập trình để dừng động Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động Khi có người xe đến gần đưa tín hiệu gửi cảm biến điều khiển, phát điều khiển chân VDK ( hình vẽ chân P2.0 P2.1), chân nhận giá trị „0‟ Khi ta xuất giá trị „1‟ chân P3.0 „0‟ chân P3.1 để kích mở Tranzitor Q1 Q4 đưa dòng đến motor, motor quay mở Motor quay cặp tiếp điểm cuối hành trình đóng lại, gửi tín hiệu VDK, motor dừng sau Cửa mở hoàn toàn Sau mở 20s, cảm biến phát khơng có người cửa đóng vào Trong q trình đóng có người đến gần cửa mở , trình lặp lại khơng có người cửa đóng hồn tồn 2.1.3 Phương pháp dùng PLC Cửa tự động thực theo chương trình định sẵn, chương trình người lập trình thực Người lập trình nạp chương trình vào PLC Bộ điều khiển làm nhiệm vụ điều khiển hoạt động cửa Thành phần điều khiển PLC, thực lệnh PLC kiểm tra khống chế thiết bị bên (Động cơ, cảm biến, công tắc ) Khi kiểm tra xong thiết bị PLC điều khiển thực theo lệnh lập trình đưa định điều khiển PLC nhận tín hiệu điều khiển từ thiết bị đầu vào cảm biến, công tắc hành trình hay tín hiệu đưa vào từ bàn phím Đây thiết bị đưa lệnh điều khiển yêu cầu cho thiết bị phải đảm bảo độ tin cậy cao để có lệnh điều khiển xác Tín hiệu đầu PLC đóng vai trị lệnh điều khiển đối tượng điều khiển Khi có người xe vào, cảm biến S1 nhận biết tín hiệu chuyển đến PLC, PLC điều khiển mở cửa Khi cửa mở lên phía chạm vào cơng tắc hành trình bên trên, công tắc tác động đến PLC, PLC điều khiển dừng mở cửa Khi xe người vào, cảm biến S1 tác động, đưa tín hiệu PLC, PLC điều khiển đóng cửa lại Khi cửa đóng tối đa chạm vào cơng tắc hành trình phía dưới, cơng tắc tác động đến PLC, PLC điều khiển dừng đóng cửa Khi có người xe ra, cảm biến S nhận biết tín hiệu chuyển đến PLC, PLC điều khiển mở cửa Khi cửa mở tối đa chạm vào cơng tắc hành trình phía cửa, cơng tắc tác động đến PLC, PLC điều khiển dừng mở cửa Khi người xe xong cảm biến S2 tác động, đưa tín hiệu PLC, PLC điều khiển đóng cửa lại Khi cửa đóng tối đa chạm vào cơng tắc hành trình phía cửa, cơng tắc tác động đến PLC, PLC điều khiển dừng đóng cửa Tín Cơ kiệu PLC xử lý đầu tín hiệu Tín hiệu cấu điều khiển chấp vào hành Hình 2.7: Sơ đồ khối hệ thống cửa tự động dùng PLC 2.2 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 2.2.1 Phương pháp dùng Rơle – công tắc tơ Ưu điểm: Kinhtế với hệ thống nhỏ Nhiều phận chuẩn hóa cảm với nhiễu Ít nhạy Nhược điểm: Thơ kệch có q nhiều dây dẫn relay bảng điều khiển Thời gian lắp đặt lâu Khó bảo quản sửa chữa Khó theo dõi kiểm tra hệ thống lớn, phức tạp quản thường xuyên 2.2.2 Phương pháp dùng vi điều khiển Ưu điểm: Chi phí tương đối thấp Tiêu thụ điện thấp Cần bảo Tiết kiệm không gian Nhược điểm: Mỗi lần muốn thay đổi chương trình phải lắp đặt lại toàn nhiều thời gian cho việc thiết kế lắp đặt Tốn Quy trình lập trình phức tạp Độ độ bền tin cậy không cao 2.2.3 Phương pháp dùng PLC Ưu điểm: Những dây kết nối hệ thống giảm 80% nên nhỏ gọn Công suất tiêu thụ Thời gian lắp đặt nhanh Tiết kiệm khơng gian Dễ dàng thay đổi chương trình Bảo trì sửa chữa dễ dàng Độ bền tin cậy vận hành cao Giá thành hệ thống giảm số tiếp điểm tăng điều khiển phạm vi rộng Ứng dụng Dễ lập trình lập trình máy tính thích hợp cho việc thực lệnh Thích ứng môi trường khắc nghiệt môi trường ẩm ướt nước ta, mơi trường có nhiệt độ thay đổi, điện áp dao động, tiếng ồn, oxi hóa Chuẩn bị hoạt động nhanh Chuẩn hóa phần cứng điều khiển Nhược điểm: Giá thành cao Do lý PLC thể rõ ưu điểm so với thiết bị điều khiển thơng thường khác PLC cịn có khả thêm vào hay thay đổi lệnh tùy theo u cầu cơng nghệ Khi ta cần thay đổi chương trình nó, điều nói lên tính điều khiển linh động PLC 2.3 CÁC PHẦN TỬ DÙNG TRONG MƠ HÌNH 2.3.1 Rơle - Rơ le loại khí cụ điện tự động đóng ngắt mạch điện điều khiển, tự động đóng ngắt tiếp điểm có nguồn tác động tức có điện tiếp điểm Rơle hoạt động, tiếp điểm thường mở đóng lại tiếp điểm thường đóng mở dùng để đảo chiều động 2.3.1.1 Cấu tạo Rơle Thân mạch từ Nắp mạch từ Lò xo nhả Cuộn dây Tiếp điểm tĩnh Tiếp điểm động Hình 2.8: Sơ đồ cấu tạo rơle Rơ le gồm có cấu chính: + Cơ cấu thu: Tiếp nhận tín hiệu đầu vào biến đổi thành đại lượng cần thiết để rơle hoạt động + Cơ cấu trung gian: So sánh đại lượng biến đổi với mẫu truyền tín hiệu đến cấu chấp hành + Cơ cấu chấp hành: Phát tín hiệu cho mạch điều khiển 2.3.1.2 Phân loại rơle Rơle phân loại theo công dụng nguyên lý làm việc + Loại rơle có tiếp điểm tác động lên mạch điều khiển cách đóng ngắt tiếp điểm + Loại rơle không tiếp điểm tác động lên mạch điều khiển cách thay đổi đột ngột tham số cấu chấp hành mắc mạch điều khiển + Theo đặc tính tham số đầu vào ta chia rơle dịng điện; rơle điện áp; rơle công suất; rơle tần số… Những loại rơle điều chỉnh theo giá trị cực đại hay cực tiểu hiệu số tín hiệu chiều tín hiệu + Theo phương pháp mắc cấu thu vào mạch ta chia loại rơle: - Rơle mạch sơ cấp: Mắc trực tiếp vào mạch điều khiển - Rơ le mạch thứ cấp: Mắc gián tiếp qua biến áp hay biến dòng - Rơle trung gian: Làm việc tác động tín hiệu từ rơle khác, với nhiệm vụ khuyếch đại tín hiệu chia tác động lên nhiều mạch điều khiển khác + Theo mục đích sử dụng chia nhóm bản: Rơle bảo vệ mạng điện: Thường rơle mạch nhị thứ (thứ cấp) Các cấu thu chấp hành chúng thường thiết kế với dòng điện bé - Rơle điều khiển: Thường loại rơle mạch sơ cấp Rơle tự động liên lạc: Có thể rơle mạch thứ cấp loại sơ cấp, chúng làm nhiệm vụ đảm nhiệm q trình tự động thơng tin liên lạc 2.3.1.3 Nguyên lý hoạt động Rơle hoạt động dựa nguyên lý điện từ Khi có dịng điện chạy qua, cuộn dây sinh lực hút điện từ, hút kim loại mỏng phía lõi với lực, lực thắng lực cản lị xo tiếp điểm thường mở Rơle đóng lại làm kín mạch điều khiển Khi dịng điện cuộn dây giảm ngắt điện rơle lực hút lị xo thắng lực hút điện từ làm cho tiếp điểm trở vị trí ban đầu 2.3.1.4 Ứng dụng Rơle sử dụng rộng rãi lĩnh vực tự động điều khiển, truyền động điện, bảo vệ mạng lưới điện, thông tin liên lạc Rơle coi phần tử để tạo nên thiết bị hoạt động sở kỹ thuật số như: Máy tính, PLC, tự động điều khiển thơng minh, trình sản xuất, điều khiển điện gia đình Đại lượng cần Rơle hoạt động gọi đại lượng tác dụng Các đại lượng tác dụng đặt vào đầu vào khác Rơle, chúng hai đại lượng khác Rơle có đại lượng tác dụng đại lượng điện (dịng điện, điện áp, cơng suất ), gọi Rơle điện Rơle trung gian dùng nhiều hệ thống bảo vệ điện, hệ thống điều khiển tự động Do có số lượng tiếp điểm lớn 4-6 tiếp điểm, vừa thường đóng vừa thường mở Rơle trung gian sử dụng khả đóng ngắt tiếp điểm Rơle khơng đủ, chia tín hiệu từ Rơle đến nhiều phận khác sơ đồ mạch điện điều khiển Trong bảng mạch điều khiển dùng linh kiện điện tử , Rơle trung gian thường dùng làm phần tử đầu để truyền tín hiệu cho phận mạch phía sau, đồng thời ly điện áp khác phần điều khiển thường điện áp thấp chiều( 5V, 10V, 12V, 24V) với phần chấp hành thường điện áp lớn xoay chiều (220V, 380V) Gồm tiếp điểm thƣờng đóng thƣờng mở Có đèn báo Hình 2.9: Rơle trung gian kiểu chân cắm Những yêu cầu chọn Rơle trung gian: Công suất tiêu thụ nhỏ Kết cấu sử dụng đơn giản Công suất ngắt hệ thống tiếp điểm đủ lớn Độ bền cơ, độ bền điện cặp tiếp điểm Số lượng cặp tiếp điểm phù hợp với nhưu cầu sử dụng 2.3.2 Cảm biến quang 27 Cảm biến quang cảm biến hoạt động dựa ngun tắc phát thu tín hiệu ánh sáng Có dạng cảm biến quang: Cảm biến quang dạng thu phát rời: Là cảm biến gồm hai phát thu tách rời riêng biệt Các thiết bị chuyển mạch quang điện vận hành theo kiểu truyền phát, vật thể cần phát chắn chùm sáng ( thường xạ hồng ngoại) không cho chúng chiếu tới thiết bị dị Hình 2.10: Cảm biến quang thu phát rời Cảm biến quang dạng thu phát chung: Là cảm biến gồm hai phần phát thu gộp chung thành khối Các thiết bị chuyển mạch quang điện vận hành theo kiểu phản xạ, vật thể cần phát phản chiếu chùm ánh sáng lên thiết bị dị Hình 2.11: Cảm biến quang thu phát chung Trong hai loại trên, cực phát xạ thơng thường Diode phát quang(LED) Thiết bị dị xạ Transistor quang thơng thường hai Transistor gọi cặp Darlington Cặp Darlington làm tăng độ nhạy thiết bị Tùy theo mạch sử dụng đầu chế tạo để chuyển mạch đến mức thấp ánh sáng đến Transistor Các cảm biến cung cấp dạng hộp cảm nhận có mặt vật thể khoảng cách ngắn, thường nhỏ 5mm cảm biến hình chữ U 28 Đối với loại cảm biến nói trên, ánh sáng chuyển thành thay đổi dòng điện, điện áp điện trở đặc trưng mang chất điện 2.3.3 Động điện cho hệ truyền động Khi có thơng số cửa hệ truyền động ta phải tính chọn động Hệ thống cửa tự động chủ yếu sử dụng hai loại động cơ: loại thứ động điện chiều loại thứ hai động bước 29 CHƯƠNG LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ DÙNG TRONG MƠ HÌNH 3.1 u cầu khí + Kích thước gọn gàng + Hệ thống hoạt động tốt + Hệ thống điện hoạt động tốt, hoạt động theo thiết kế + Hệ thống cửa đáp ứng yêu cầu đặt u cầu mơ hình phải giống với cửa thật hình thức chất lượng hoạt động, phải chắn gọn gàng Do đó, việc thiết kế kết cấu khí cho mơ hình phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cửa thật: Khung cửa, cánh cửa, rãnh trượt, xích, bánh răng, trục quay Ngồi ra, cịn có kết cấu phụ để tạo mơ hình cửa tự động thật hoàn chỉnh cửa thật 3.2 Yêu cầu điện Hệ thống điện hoạt động tốt, hoạt động theo thiết kế Động loại động điện chiều cấp nguồn chỉnh lưu cầu chiều, kết hợp với đảo chiều cho phép động quay thuận quay ngược 3.3 Mục đích việc chế tạo mơ hình Tạo mơ hình cửa đóng mở tự động hoạt động tốt, từ chế tạo cửa tự động phục vụ thực tế Nghiên cứu, chế tạo mơ hình cửa tự động em phải tham khảo thực tế nhiều lĩnh vực tham khảo nhiều tài liệu khác Điều mang lại hiểu biết sâu sắc cho em khơng lĩnh vực tự động hố mà nhiều lĩnh vực, ngành nghề khác điện, điện tử, khí - Việc chế tạo mơ hình hoạt động tốt tạo điêu kiện cho em có hội học tập nghiên cứu mơn học cách thực tế, hội tốt giúp em khỏi bỡ ngỡ làm việc thực tế 30 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Tuệ, Kỹ thuật học tổng hợp khí – Điện thiết bị điện điện tử, Dương Minh Trí, Nhà xuất Đại học Quốc gia TPHCM Lê Văn Đoanh, Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Văn Hòa, Võ Thanh Sơn, Đào Văn Tân, Các cảm biến kỹ thuật đo lờng điều khiển, Nhà xuất khoa học kĩ thuật 2005 Th.S Châu Chí Đức,Kỹ thuật điều khiển lập trình PLC Simatic S7-200 Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liêm, Nguyễn Thị Hiền, Truyền động điện, nhà xuất khoa học kỹ thuật KS.Trần Thị Phương Thảo, Bản luận văn tốt nghiệp – 1999 31 ... tới gần cửa với khoảng cách định cửa tự động mở sau qua cửa cửa tự động đóng lại 1.1.5.Tính tự động Cửa có microprocessor thiết kế đưa vào điều khiển lập trình tự động cho cửa như: độ rộng cửa, ... minh Cửa tự động loại cửa người dùng tác động trực tiếp lên cánh cửa mà cửa tự động mở theo ý muốn Với tính này, cửa tự động mang lại thuận lợi lớn cho người sử dụng như: Nếu người dùng cửa bê... nhiều thời gian, ví dụ muốn mở cửa người sử dụng cần bấm mã số cửa tự động mở vào nhà sau 5(s) cửa tự động đóng lại Khi cửa đóng tức chúng tự động khố lại Ví dụ cửa sử dụng tia hồng ngoại sân