PLC gồm 3 khối chức năng cơ bản: Bộ xử lý, bộ nhớ và khối vào/ra. Trang thái ngõ vào của PLC được phát hiên và lưu vào bộ nhớ đệm, PLC thực hiện các lệnh logic trên các trạng thái của chúng và thơng qua chương trình trạng thái ngõ ra trong bộ nhớ đệm được dùng để đĩng/mở các”tiếp điểm”kích hoạt các thiết bị tương ứng.
Như vậy sự hoạt động của các thiết bị được điều khiển hồn tồn tự động theo chương trình trong bộ nhớ. Chương trình được nạp vào PLC thơng qua thiết bị lập trình chuyên dùng. Xem hình 1-23. Bộ nhớ chương trình Khối ngỏ vào Bộ nhớ dữ liệu Khối ngỏ ra Nguồn cấp điện Panel lập trình Mạch giao tiếp cảm biến Mạch cơng suất và cơ cấu tác động Đơn vị điều khiển
Hình 6.2 : Sơ đồ cấu trúc bên trong của PLC. 6.4. Các thiết bị điều khiển:
6.4.1. Thiết bị điều khiển khả lập trình SIMATIC S7-200:
Là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng Siemems(CHLB Đức), cĩ cấu trúc theo kiểu modul mở rộng. Các modul này được sữ dụng cho nhiều những ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7-200 là một bộ vi xữ lý CPU 212 hoặc CPU 214 hoặc CPU 215.
• Tính năng của S7-200:
+Hệ thống điều khiển kiểu modul nhỏ gọn cho các ứng dụng trong pham vi hẹp. +Cĩ nhiều loại CPU.
+Cĩ nhiều modul mở rộng, cĩ thể mở rộng đến 7 modul. Bộ đệm Bộ nhớ chương trình EEPROM tùy chọn Bộ nhớ chương trình EEROM Nguồn
pin CPU bộ xữ lý Clock
Bộ nhớ hệ thống ROM Bộ nhớ dữ liệu RAM Khối vào ra Mạch chốt Mạch giao tiếp Bộ đệm Bộ lọc Bộ cách ly Panel lập trình (gắn thêm) Bộ đệm Bộ đệm Bus địa chỉ Bus điều khiển
Bus dữ liệu
Bus hệ thống(vào/ra) Mạch
ngõ ra Mạch ngõ vào
Kênh ngõ ra
Q1.0 Q1.1 Q0.1 Q0.0 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 I1.5 I1.4 I1.3 I1.2 I1.0 I1.1 I0.7 I0.6 I0.5 I0.4 I0.3 I0.2 I0.0 I0.1 RUN SF STOP SIEMENS SIMATIC S7-200 Các cổng ra
Các cổng vào Cổng truyền thơng
+Bus nối thích hợp trong modul ở mặt sau.
+Cĩ thể nối mạng với: Cổng giao tiếp RS485 hay PR0FIBUS. +Máy tính trung tâm cĩ thể truy cập đến các modul.
+Khơng quy định rãnh cắm. +Phần mềm điều khiển riêng.
+”Gĩi gọn tồn bộ”cả nguồn cung cấp, CPU, I/O vào một modul. +”Micro PLC”với nhiều chức năng thích hợp.
Xét tồn bộ điều khiển lập trình (khả trình) S7 với khối vi xữ lý CPU-214 (như hình 1-24):
Hình
6.3: Bộ điều khiển lập trình được(khả trình) S7-200 với khối vi xữ lý CPU 214
Mơ tả các đèn báo trên S7-200, CPU 214: SF(đèn đỏ): Hỏng thiết bị, hỏng bên trong CPU. RUN(đèn xanh): Đang hoạt động.
STOP(đèn vàng): Đang dừng.
Ix.x(đèn xanh): Chỉ định trạng thái tức thời của cổng Ix.x (x.x= 0.0 - 1.5) (cổng vào). Qy.y(đèn xanh): Chỉ định trạng thái tức thời của cổng ra Qy.y(y.y= 0.0 - 1.1).
6.4.1. Thiết bị điều khiển khả lập trình SIMATIC S7-300:
Hình 6.4: Bộ điều khiển khả lập trình S7-300 với khối vi xữ lý CPU 314 và CPU 315-2DP
• Tính năng:
+Hệ thống điều khiển kiểu modul nhỏ gọn cho các ứng dụng trong pham vi trung bình. +Cĩ nhiều loại CPU.
+Cĩ nhiều modul mở rộng, cĩ thể mở rộng đến 32 modul. +Bus nối thích hợp phía sau các modul.
+Cĩ thể nối mạng: Multipoint interface (MPI) hoặc PR0FIBUS hoặc Industrial Ethrnet. +Thiết bị lạp trình (PG) trung tâm cĩ thể truy cập đến các modul.
+Khơng hạn chế rãnh.
+Cài đặt cấu hình và thơng số với sự trợ giúp “HW - Config”.
Xét 2loại CPU của bộ điều khiển lập trình đươj S7-300 là S7-300 CPU314 và CPU315-2DP (như hình 1-25).
Mơ tả các đèn báo và ký hiệu:
MRES: chức năng reset hệ thống (Modul reset Funstion). STOP: dừng, chương trình khơng được xữ lý.
RUN: xữ lý chương trình, cĩ thể đọc và ghi từ PG.
RUN-P: xữ lý chương trình, cĩ thể đọc và ghi được từ PG. Các đèn báo:
SF: lỗi trong nhĩm, lỗi trong CPU hay trong modul cĩ khả năng chẩn đốn. BATF: lỗi pin, pin hết điện hay khơng cĩ pin.
DC 5V: báo cáo 5 VAC.
FRCE: FORCE, báo cáo ít nhất một ngõ ra/vào đang bị cưỡng bức. Run: nhấp nháy khi CPU khởi động, ổn định khi CPU làm việc.
STOP: đèn sáng khi dừng. Chớp chậm khi cĩ yêu cầu cần reset bộ nhớ; chớp nhanh khi đang reset bộ nhớ. Chớp chậm khi reset bộ nhớ là cần thiết vì card nhớ được cắm vào. SIEMENS BATFSF DC5V FRCE RUN STOP CPU 314 RUN-P RUN STOP MRES Pin MPI SIMATIC S7-300 SIMATIC S7-300 MPI Pin MRES STOP RUN RUN-P CPU 315-2 DP STOPRUN FRCE DC5V BATFSF SIEMENS SF DFBUSF DP
Card nhớ: cĩ rãnh dành cho card nhớ. Card nhớ lưu nội dung chương trình mà khơng cần pin trong trường hợp mất điện.
Ngăn để pin: cĩ ngăn chứa pin nằm ở dưới nắp. Pin cung cấp năng lượng dữ trữ nội dung RAM trong trường hợp mất điện.
Đầu nối MPI: đầu nối dùng cho thiết bị lập trình hay các thiết bị cần giao tiếp qua cổng MPI.
Cổng giao tiếp DP: cổng giao tiếp để nối trực tiếp các I/O phân bố (Distributed Peripheral) của CPU.
6.4.3. Thiết bị điều khiển khả lập trình SIMATIC S7-400: • Tính năng:
+Power - PLC cho phạm vi điều khiển trung bình đến cao cấp. +Cĩ nhiều loại CPU.
+Cĩ nhiều modul mở rộng, cĩ thể mở rộng đến 300 modul. +Bus nối lắp đặc sau các modul.
+Cĩ thể nối mạng: MPI, PR0FIBUS hoặc Industrial Ethrnet. +Thiết bị lạp trình trung tâm cĩ thể truy cập đến các modul. +Khơng hạn chế rãnh cắm.
+Cài đặt cấu hình và thơng số với sự trợ giúp “HW - Config”.
+Nhiều khả năng tính tốn ( cĩ đến 4 CPU được dùng ở phía trung tâm). 6.5 Ứng dụng cụ thể vào dây chuyền:
Bộ phận đo chiều dài vành cán đưa tín hiệu vào được lưu vào bộ nhớ đệm, PLC thực hiện các lệnh logic trên trạng thái của chúng, và thơng qua chương trình trạng thái ngỏ ra trong bộ nhớ đệm được dùng để đĩng các tiếp điểm kích hoạt cho các xylanh thủy lực hoạt động.
CHƯƠNG 7
CÁC VẤN ĐỀ VỀ VẬN HAÌNH BẢO DƯỠNG VAÌ SỬ DỤNG MÁY
5.1. Nguyên lý hoạt động của máy cán vành xe máy.
Tole phẳng ban đầu (được cuộn vào một tang quay) được đưa vào máy qua hai lơ cán làm sạch bề mặt phơi đĩ là: lơ đầu tiên làm sạch bề mặt trên của phơi, lơ thứ hai làm sạch bề mặt dưới của phơi. Sau đĩ qua một cặp lơ kẹp, qua hệ thống điều chỉnh chiều rộng của tole, đến cặp lơ dẫn động kéo phơi. Đây là cơ cấu kéo phơi ban đầu thường chế tạo bằng hai trục trịn cĩ đường kính là φ = 120 (mm) cĩ bọc cao su.
Khi cần tạo lực kéo ta cho tole phẳng vào khe hở giữa hai trục (trục dưới là trục dẫn động cịn trục trên là trục bị động), điều chỉnh khe hở sẽ tạo lực đè trục trên xuống. Nhờ ma sát giữa hai lơ và tấm phẳng nên tole được dẫn động qua khe hở cho đến cặp lơ cán đầu tiên cĩ trục dưới cố định trong rãnh của giá cán. Lúc này chỉ cĩ hệ thống trục cán tạo sĩng được dẫn động, sau khi qua hệ thống trục cán sản phẩm được tạo sĩng theo yêu cầu và sản phẩm ra khỏi hệ thống trục cán qua khe hở của cặp lơ dẫn hướng cĩ trục đặt thẳng đứng. Cứ như thế tiếp tục chuyển động qua các cặp lơ cán tiếp theo.
Sau khi qua 10 cặp lơ cán tạo biên dạng thì được đưa vào máy hàn lăn cĩ nhiệm vụ hàn các mí vành hai bên với hai bánh hàn dưới cố định, cịn hai bánh hàn trên thì di động nhờ cơ cấu Piston - Xylanh chuyển động lên xuống để hàn lăn. Hàn xong phơi tiếp tục di chuyển qua 4 cặp lơ cán tinh cĩ nhiệm vụ tạo biên dạng vành đúng với yêu cầu thiết kế. Kề bên cặp lơ cán tinh cuối cĩ đặt bộ đếm khoảng cách và phơi được chuyển qua 3 cặp lơ cuối cùng ở đầu dao cắt hình (cắt đứt sản phẩm). Nhờ cơ cấu Piston - Xylanh cĩ gắn đầu dao cắt điều khiển bằng hệ thống thuỷ lực.
Theo yêu cầu kích thước chiều dài cài đặt ban đầu hệ thống điều khiển sẽ cắt tiếp điểm tạo dẫn động cho hệ thống trục cán (hệ thống trục cán dừng), đồng thời đĩng tiếp điểm cho hệ thống tạo lực cắt (dao cắt định hình). Do đĩ dao cắt sẽ hoạt động cắt đứt sản phẩm ra khỏi máy. Sau khi thực hiện xong hành trình cắt thì hệ thống điều khiển sẽ cắt tiếp điểm tạo lực cắt, đồng thời đĩng tiếp điểm cho hệ dẫn động trục cán, chu trình cứ như vậy cho đến khi đạt đủ số lượng sản phẩm (theo yêu cầu cài đặt chương trình) thì hệ thống điều khiển sẽ cắt tồn bộ các tiếp điểm cung cấp nguồn động lực.
Nếu cĩ yêu cầu chuyển đổi chiều dày hoặc màu sắc sản phẩm (vì cuộn tole cĩ chiều dày và màu sắc nhất định) cần đứng máy, thay đổi cuộn phơi. Hệ thống điều khiển sẽ dừng các con lăn và đĩng tiếp điểm dẫn động dao cắt phẳng để cắt phần tole đang cán ra khỏi cuộn tole phẳng.
5.2. Lắp đặt.
Việc lắp đặt hệ thống trong máy cán là một cơng việc lắp ráp cơ khí. Địi hỏi người lắp phải cĩ một tay nghề với trình độ kỹ thuật cao, hàng ngũ cán bộ kỹ thuật phải cĩ một cái nhìn khái quát từ bản vẽ để thực hiện lắp đặt máy cán một cách hồn hảo. Máy cán này cĩ một số bộ phận nhỏ được lắp đặt liên tục trong một bề mặt tương đối hạn chế. Các thiết bị lắp đặt phải cĩ thứ tự, chúng được sử dụng và tích trữ để mang lại ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của việc lắp đặt.
Cĩ 4 điều kiện khác nhau cĩ thể là cần thiết để lắp đặt hệ thống máy cán đĩ là: - Lắp đặt những bộ phận đơn giản.
- Lắp đặt những bộ phận phức tạp tại nơi lắp ráp. - Lắp đặt những bộ phận đơn giản nơi khác mang về. - Lắp đặt những bộ phận phức tạp nơi khác mang về.
Trước tiên muốn lắp đặt hồn thiện máy cán này ta cần phải bố trí hệ thống cẩu vì đây là máy cán cĩ rất nhiều chi tiết nặng và lắp đặt trong điều kiện chật. Vì vậy cẩu rất cần và khơng thể thiếu khi lắp đặt.
Mặc dù mỗi điều kiện cĩ nhiều khác nhau. Bất chấp các điều kiện gì nếu sử dụng thiết bị lắp đặt cĩ kế hoạch và hệ thống thì cơng việc lắp đặt chắc chắn sẽ được thực hiện một cách dễ dàng.
Trước khi lắp máy cán phải khảo sát nơi lắp đặt để nghiên cứu các thiết bị sẽ được sử dụng và tích trữ như thế nào. Điều quan trọng là những chi tiết nặng được nâng lên cao hoặc hạ xuống thấp và di chuyển đi xa so với nơi lắp, do vậy ta nên sử dụng hệ thống cẩu cĩ bánh xe chạy di chuyển trên mặt đất để bảo đảm an tồn cho người khác.
5.3.Vận hành.
Đây là hệ thống vận hành cĩ nhiều cơ cấu làm việc. Vận hành máy cán thơng qua hộp giảm tốc bằng cách ngâm dầu với chiều sâu ngâm dầu là ngập 1/6 bán kính bánh răng cấp nhanh và 1/3 bán kính bánh răng cấp chậm. Mức dầu nhỏ nhất là ngập chân răng bánh lớn của bộ truyền cấp nhanh.
Đưa phơi tấm vào kẹp trên cơ cấu dẫn động phơi trên máy cán. Điều chỉnh cơ cấu cấp phơi. Sau đĩ ấn nút cho động cơ điện hoạt động. Khi kích thước của vành cán đạt được những yêu cầu thì ta ấn nút dừng máy và ấn nút điều khiển hệ thống dao cắt, sau khi cắt xong ta tiếp tục ấn nút để động cơ hoạt động.
Để đảm bảo vận hành tốt địi hỏi phải cĩ những người thợ cĩ sự am hiểu về máy cán cao như.
- Hiểu biết nguyên lý hoạt động: cái nào trước, cái nào sau. Khi hoạt động thì cái nào cần cho hoạt động trước, cái nào cần cho hoạt động sau.
- Cơ cấu dẫn động phơi cần chính xác, người thợ vận hành phải linh hoạt, điều chỉnh cơ cấu cho đảm bảo kích thước để sản phẩm khơng cong, vênh.
- Muốn đạt được năng suất cao như mong muốn người vận hành cĩ khả năng điều khiển cả máy cán một cách trọn vẹn, tránh được thời gian chết máy khơng cần thiết. - Trong quá trình vận hành máy cán này bao giờ cũng gặp nhiều cản trở của hệ thống điều khiển khơng tập trung, mà phân tách cho mỗi bộ phận, mà mỗi bộ phận được đảm nhiệm mỗi cơng nhân khác nhau. Do vậy, muốn đồng bộ hoạt động tốt thì địi hỏi thợ vận hành phải cĩ khả năng hiểu biết máy cao.
- Khi cĩ sưü cố địi hỏi người thợ vận hành phải nắm rõ vấn đề vận hành để xử lý cho máy ngừng hoạt động.
Tĩm lại: Vận hành máy cán phải cĩ đội ngũ cơng nhân am hiểu sâu sắc các hệ thống điều khiển của máy, đáp ứng được các yêu cầu như:
- Phát hiện ra sự cố kịp thời để đảm bảo sữa chữa thay thế.
- Biết được tính cơng nghệ của các bộ phận cĩ biện pháp vận hành tốt, giảm được thời gian chạy khơng cũng như thời gian chết máy hay máy quá tải.
5.4. Bảo dưỡng máy cán.
Máy mĩc, thiết bị sau khi chế tạo xong phải dùng những phương pháp bảo vệ để chống ăn mịn trong mơi trường. Để chống ăn mịn ta sử dụng phương pháp tạm thời hoặc lâu dài sau:
- Bảo quản ổ trục cán, ổ con lăn cán, cơ cấu cấp phơi bằng cách nhổ dầu hoặc mở bơi trơn.
- Bảo quản các cặp bánh răng bằng phun dầu, nhổ dầu định kỳ.
- Bảo quản thành máy, bộ phận lắp dao bằng cách tạo các lớp phủ (như sơn, xi, mạ...) - Khi thiết kế tính tốn phải đảm bảo phục vụ các thao tác máy mĩc, thiết bị sửa chữa, lắp đặt được thuận lợi.
- Hàng ngày phải kiểm tra máy, vệ sinh máy, kiểm tra các thiết bị ổ ở những chổ lắp nối, kiểm tra bằng tay. Xem bộ phận truyền động cĩ trục trặc gì khơng, nếu cĩ hư hỏng gì thì điều chỉnh ngay.
- Kiểm tra và bảo quản các hệ thống thủy lực, các xilanh, piston, bơm dầu, động cơ dầu.
- Bảo quản máy khi vận hành. Trước khi phát tín hiệu khởi động máy phải kiểm tra. - Đường điện phải an tồn, cách điện tốt, điện áp đủ.
- Các che chắn và bộ phận truyền động phải ở trong tình trạng làm việc tốt.
- Cơng nhân vận hành máy phải được đào tạo và huấn luyện kỹ để nắm vững các nguyên lý hoạt động điều chỉnh máy.
5.5.Thay thế.
Máy cán được thiết kế và chế tạo cĩ độ chính xác cao. Nhưng sau một thời gian sản xuất lâu dài sẽ xảy ra các hiện tượng một số chi tiết bị hỏng. Do vậy, tùy theo từng yêu cầu thực tế mà cĩ thể thay thế hoặc phục hồi lại chi tiết đĩ.
Các chi tiết cĩ thể bị mịn hoặc gãy hỏng:
- Các bộ phận của lơ cán sau một thời gian làm việc thì nĩ sẽ bị mịn, làm cho đường kính nhỏ lại, khe hở giữa hai lơ cán rộng thêm, làm cho kích thước sản phẩm khơng đạt yêu cầu về kích thước sĩng. Do vậy phải nghiên cứu thay thế hay phục hồi lại lơ cán hoặc điều chỉnh khe hở.
- Hệ thống dao cắt sau khi làm việc một thời gian dao cĩ thể bị mịn làm cho cùn dao nên việc cắt gặp khĩ khăn, do vậy cần phải phục hồi lại dao.
KẾT LUẬN CHUNG.
Sau khi xác định được nhiệm vụ tốt nghiệp “ Thiết kế dây chuyền sản xuất vành xe máy “. Trải qua một thời gian đầu cịn bỡ ngỡ, nhất là việc tìm kiếm tài liệu. Nhưng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Trần Quốc Việt, sau ba tháng làm việc một cách khẩn trương đến nay về cơ bản đồ án đã hồn thành.
Nội dung gồm: - Phần thuyết minh. - Các bản vẽ.
Tất cả nội dung đồ án đã trình bày được đặc tính, nguyên lý kết cấu và tồn bộ máy cán. Nĩi chung nguyên lý hoạt động đơn giản, kết cấu thuận tiện, dễ dàng sử dụng, bảo quản và tính an tồn khi làm việc cao, số lượng cơng nhân phục vụ máy ít, năng suất