Hệ thống đóng nắp chai nước tự động bằng khí nén

MỤC LỤC

Encoder

Thường tuỳ theo trạng thái pha nhanh hay chậm của 2 pha này ta xác định chiều quay của đối tượng, để từ đấy bộ đếm đếm tiến hoặc đếm lùi. Như vậy khi đo tốc độ, ta đếm số xung trong 1 đơn vị thời gian, từ đó tính được số vòng trên 1 đơn vị thời gian (hoặc có thể đo chu kì xung).

Hình 1.7: Cấu trúc đĩa và mắt đọc.
Hình 1.7: Cấu trúc đĩa và mắt đọc.

Các phần tử khí nén

Van đảo chiều

Tín hiệu tác động vào van đảo chiều có 4 loại là: tác động bằng tay, tác động bằng cơ học, tác động bằng khí nén và tác động bằng nam châm điện. Van đảo chiều có vị trí ‘không’ là loại van tác động bằng cơ – lò xo và ký hiệu lò xo nằm ngay vị trí bên cạnh ô vuông phía bên phải của ký hiệu van.

Hình 1.27: Kí hiệu cửa xả  khí
Hình 1.27: Kí hiệu cửa xả khí

Van tiết lưu

Khi cuộn Y mất điện, do tác động của lò xo phía đối diện, van sẽ quay trở về vị trí ban đầu. Lưu lượng dòng khí nén chảy qua van thay đổi nhờ một vít điều chỉnh làm thay đổi tiết diện khe hở. Dòng khí nén chỉ có thể đi theo chiều từ A qua B mà không thể đi theo chiều ngược lại.

Tuỳ vào vị trí của cữ chặn mà tiết diện khe hở của van thay đổi làm cho lưu lượng dòng chảy thay đổi.

Cơ cấu chấp hành

- Có độ tin cậy cao vì động cơ không sử dụng chổi than ; như vậy tuổi thọ của động cơ chỉ phụ thuộc vào tuổi thọ của phần truyền động cơ khí : bạc đạn. - Các động cơ bước đáp ứng với các tín hiệu xung điều khiển cung cấp từ bộ điều khiển vòng hở, do đó đễ dàng điều khiển động cơ và giá thành điều khiển thấp. - Động cơ có thể đạt được một phạm vi rộng giá trị tốc độ quay tỉ lệ với giá trị tần số của xung điều khiển động cơ chỉ phụ thuộc vào tuổi thọ của phần truyền động cơ khí : bạc đạn.

- Các động cơ bước đáp ứng với các tín hiệu xung điều khiển cung cấp từ bộ điều khiển vòng hở, do đó đễ dàng điều khiển động cơ và giá thành điều khiển thấp. - Khi bố trí thanh nam châm vỉnh cửu có thể quay tự do như phần ứng của máy điện; phần ứng này được đặt trong từ trường tạo bởi phần dây quấn phần cảm. Có thể xem động cơ bước hoạt động tương tự như động cơ đồng bộ, với từ trường quay tạo bởi hệ thống xung điện áp cấp tuần tự vào các dây quấn trên các cặp cực từ bố trí liên tiếp lân cận trên stator.

Trị số và chiều của sức từ động tổng F của động cơ và do đó vị trí của rotor trong không gian hoàn toàn phụ thuộc vào phương pháp cung cấp điện cho các cuộn dây. Trên hình (b) sức từ động F khi cung cấp đồng thời cho một số chẵn cuộn dây (trường hợp này hai hay nhiều cuộn dây được cung cấp điện một cách đồng thời ).

Hình 24. Chiều tác động ngược lại do ngoại lực (a) và do lo xo (b)
Hình 24. Chiều tác động ngược lại do ngoại lực (a) và do lo xo (b)

Cảm biến đo lường

− Nói chung, loại điện tích được giải phóng do chiếu sáng phụ thuộc vào bản chất vật liệu chiếu sáng.Khi chiếu sáng vào chất điện môi và bán dẫn tinh thiết, các điện tích được giải phóng là cặp điện tử _ lỗ trống. + Độ chói năng lượng (L) : là tỷ số giữa cường độ ánh sáng phát ra bởi một phần tử bề mặt dA theo một hướng xác dịnh và diện tích hình chiếu vuông góc với phần tử bề mặt dAn; có đơn vị là oát/steradian.m2. − Sự tiếp xúc của hai bán dẫn loại n và loại p ( vùng chuyển tiếp P_N) tạo nên vùng nghèo hạt dẫn vì ở tồn tại một điện trường và hình thành hàng rào thế Vb (hình 10) .Khi không có điện thế bên ngoài đặt lên vùng chuyển tiếp (U=0) dòng điện qua chuyển tiếp I=0.

− Khi chiếu sáng diot bằng bức xạ có bước sóng sẽ xuất hiện các cặp điện tử _ lỗ trống, dưới tác dung của điện truong các cặp điện tử _ lỗ trống chuyển động và dòng điện ngược Ir tăng lên rất nhanh. • Photo transitor là các transitor silic loại npn mà vùng bazơ được chiếu sáng, không có điện áp đặt trên bazơ, chỉ có điện áp trên C, đồng thời chuyền tiếp B-C phân cực ngược như Hình 13. − Sơ đồ Hình 16a dùng điều khiển trực tiếp rơle , hình 16b điều khiển thông qua transitor khuếch đại.Nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển là khi chưa có ánh sang chiếu vào tế bào quang dẫn , dòng điện qua quang dẫn và rơle rất nhỏ chưa đủ để rơle tác động .Khi bị chiếu sáng , điện trờ của quang dẫn giảm đi rất nhanh dòng điện qua quang dẫn tăng lên đủ lớn để rơle tác động.

− Tùy thuộc vào mục đích sử dụng photo diot và photo transitor ta có thể thực hiện các đại lượng khác nhau hoặc điều khiển trong quá trình sản xuất như: quay tốc độ quay cùa động cơ đếm số lượng vật , đo cường độ ánh sáng, điều khiển đóng mở các rơle…. Transitor khóa hoặc thông cho phép điều khiển trực tiếp hoặc qua khuếch đại như một rơle, điều khiển cổng logic hoặc thyristor .Hình 18 ứng dụng cáp quang và càm biến quang đo di chuyển và tốc độ quay.

Hình 9:  Đường cong độ nhạy tương đối của mắt người.
Hình 9: Đường cong độ nhạy tương đối của mắt người.

Cảm biến điện từ 1.Khái niệm

    − Các photo transitor làm việc trong chế đô tuyến tính và có thể đo được ánh sáng không đổi hoặc thay đổi. − Cảm biến hỗ cảm giống như cảm biến điện cảm về cấu tạo mạch từ và hình dạng, chỉ khác ở chỗ ngoài cuộn dây kích thích (sơ cấp) còn có cuộn dây đo( thứ cấp). Khi cú đại lượng vật lý tỏc động, làm cho lừi động di chuyển, khe hở không khí D thay đổi và từ trở Rm thay đổi do đó từ thông φ móc vòng qua cuộn dây thứ cấp tạo nên sức điện động hỗ cảm.

    Sai số của cảm biến gây nên do nguồn cung cấp điện áp không ổn định, điện áp thay đổi 1% gây sai số 1%. − Do đặc điểm của cảm biến điện cảm và cảm biến hỗ cảm giống nhau nên chúng được ứng dụng đo các đại lượng vật lý như nhau. Điện áp ra của cảm biến được khuếch đại xoay chiều sau đó qua chỉnh lưu nhạy pha lọc thông thấp để được điện áp một chiều.

    Nếu thể hiện kết quả dưới dạng số, tín hiệu ra được đưa qua mạch chuẩn hóa đến bộ biến đổi A/D và hiển thị dưới dạng số, mặt khác có thể gửi tín hiệu đo được qua một hệ thống khác với mạch giao tiếp BCD. Bộ so sánh thực hiện điều khiển “dịch chuyển hay không dịch chuyển” với hai giới hạn điều chỉnh được cho hệ thống.

    Hình 20: Cảm biến điện cảm
    Hình 20: Cảm biến điện cảm

    Cảm biến

    Khái quát về họ PLC S7-200 của Siemens:( chưa học không dám đưa vào sợ không thuyết trìh đc).

    3,vận hành hệ thống

    Vận hành của toàn hệ thống

    − Khi nhấn Stop hệ thống sẽ ngừng hoạt động sau khi đã hoàn thành xong một khâu. *** Lưu ý : Các khối trong hệ thống luôn được vận hành liên tục độc lập với nhau.

    Vận hành của từng bộ phận

    Sau đó hệ thống đặt nắp chai sẽ được nâng lên, băng chuyền 2 sẽ được set trở lại để đưa chai tới băng chuyền 3. Khi băng chuyền 3 đưa chai đến vị trí cảm biến 3 thì băng chuyền 3 sẽ dừng lại. VK6 và VK9 sẽ được Set để ép chặt nắp chai từ hai bên, lò xo sẽ ép nắp chai từ phía trên.

    Động cơ vặn nắp sẽ quay trong 1 khoảng thời gian nhất định để vặn chặt nút chai. Sau đó hệ thống vặn nắp sẽ từ từ được nâng lên và băng chuyền 3 sẽ hoạt động trở lại để đưa chai tới băng chuyền 4. Khi băng chuyền 4 đưa chai đến vị tri cảm biến 4 thì tay máy sẽ kẹp lấy chai (tay máy lúc này đã chờ sẵn ở vị trí gắp chai).

    Chai sẽ không được gắp cho đến khi có thùng đi qua băng chuyền 5 và được cảm biến 5 xác nhận. Lúc đó băng chuyền 5 sẽ dừng lại và tay máy sẽ gắp chai đến đặt vào vị trí đầu tiên trong hộp (có tất cả 4 vị trí).

    Động cơ bước

    Khi tay máy đã gắp đủ 4 chai thì băng chuyền 5 sẽ được set để tải hộp ra ngoài. Tay máy sẽ tự động quay về vị trí cố định ban đầu để chờ chai tiếp theo.

    VI,LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN

      Khi có chai được cấp vào thì băng chuyền 1 sẽ đưa chai đến vị trí cảm biến châm nước băng chuyền sẽ dừng lại ,lúc này bộ phận chiết nước sẽ được hạ xuống bởi Van khí 3 và động cơ chiết nước sẽ chiết nước vào chai (thời gian có thể thay đổi được tùy theo thể tích của chai). Mức nước trong chai sẽ được định khoảng một thời gian Delay .Nếu chai được bơm đầy thì hệ thống chiết nước sẽ được nâng lên và băng chuyền 1 sẽ được set để đưa chai tới băng chuyền 2. Khi cảm biến 2 phát hiện có chai thì băng chuyền 2 sẽ dừng lại và hệ thống đặt nắp chai sẽ được hạ xuống.

      Động cơ bước sẽ quay 1 góc đúng bằng 90 độ để đưa nắp chai vào đúng vị trí cần thiết, đồng thời xilanh 2 sẽ được set để đóng nút chai vào miệng chai. VK6 và VK9 sẽ được mở để ép chặt nắp chai từ hai bên, lò xo sẽ ép nắp chai từ phía trên.