CẮT ỐNG TỰ ĐỘNG
4.3.4 Hệ thống điều khiển
Mụ hỡnh được thiết kế thờm chế độ thao tỏc bằng tay bỏn tự động.
Chế độ tự động được điều khiển bằng bộ điều khiển PLC Logo của hóng Siemens. Loại 230RL
64
Hệ thống cấp nguồn gồm: + 1 biến ỏp 220 v/ 12 v – 3 A + 1 biến ỏp 220 v / 24 v – 3 A + 1 biến ỏp 220 v / 12 v – 5 A
Chỉnh lưu một chiều sử dụng diot cầu: 3 chiếc, loại 10 W. Mạch điều khiển cú sử dụng 3 Rơ le trung gian loại 12 V DC của hóng Omron. Được cắm vào đế cài trờn thanh Rack.
Sơ đồ điều khiển mụ hỡnh mỏy cưa tự động: Với chế độ tự động điều khiển bằng PLC Logo và chế độ điều khiển tay bỏn tự động:
Mạch điều khiển của mụ hỡnh
H.4.29 Mạch điều khiển mụ hỡnh mỏy cắt ống tự động
Giới thiệu phần tử:
PLC Logo: Loại RC 230RL của hóng Siemens - L1: Cảm biến vị trớ hạn chế chiều dài ống
65 Q3 I3 RL BL Reset L4 I5 L N I4 SW F L 220V L3 L2 Stop Q1 I1 I2 Q2 220V AC SW3 SW3 L6 SW2 Led R Nhả cua SW1 R1 R2 Nhả kẹp, motor cua SW2 BH L1 Led R TG 12 V DC TG TG R3
- L2: Cảm biến vị trớ giới hạn nõng cưa - L3: Cảm biến vị trớ giới hạn hạ cưa
- L4: Cảm biến vị trớ hành trỡnh bàn cưa ( Hạn chế cuối bàn ).
- Nỳt ấn Reset: khụi phục trạng thỏi của hệ thống sau khi khắc phục sự cố.
- BL: đốn bỏo ( Xanh ): Bỏo trạng thỏi của cưa đạng ở vị trớ hạ. - RB: đốn bỏo ( Đỏ ): Bỏo trạng thỏi của cưa đang ở vị trớ nõng.
- R1: Rơ-le trung gian cấp nguồn cho van điện từ phục vụ kẹp ống và motor cưa.
- R2: Rơ-le trung gian cấp nguồn cho motor phục vụ nõng cưa. - R3: Rơ-le trung gian cấp nguồn cho motor phục vụ lật ống.
- Cut: Nỳt ấn tỏc động cắt chủ động bằng tay. - Stop: dừng sự cố.
- SW: cụng tắc cấp nguồn 220 V AC cho PLC và tớn hiệu
- SW1: Cụng tắc 2 cặp tiếp điểm nối song song ngược cú 3 chế độ: - Cần cụng tắc ở giữa: Chế độ “0”
- Cần cụng tắc ở bờn trỏi: Chế độ làm việc tự động (Auto ). Tiếp điểm thường mở của cảm biến vị trớ và nỳt ấn tỏc động cắt chủ động bàng tay nối với nguồn 220 V.
- Cần cụng tắc ở bờn phải: Chế độ thao tỏc bằng tay bỏn tự động. Tiếp điểm thường mở của cảm biến vị trớ và nỳt ấn tỏc động cắt chủ động bàng tay nối với nguồn 12 V DC.
- TG: rơ-le trung gian cấp nguồn cho R1 khi cảm biến vị trớ hoặc nỳt tỏc động cắt chủ động bằng tay được tỏc động.
- SW2: Cụng tắc 2 cặp tiếp điểm nối song song ngược phục vụ đúng cắt nguồn cho R, và đốn bỏo (Led Đỏ ).
- SW3: Cụng tắc 2 cặp tiếp điểm nối song song ngược phục vụ đúng cắt nguồn cho R2, và đốn bỏo (Led Đỏ ).
- L6: Cụng tắc hành trỡnh: phục vụ nõng cưa tự động khi bàn cưa tiến đến vị trớ tương ứng với thời gian gia tốc 3 giõy.
66
Hoạt động:
Chế độ tự động
Chương trỡnh điều khiển được lập cho PLC Logo như sau:
Gạt cụng tắc SW1 sang chế độ tự động. Cảm biến vị trớ và BH được nối với mạch nguồn 220 V AC (cung cấp nguồn nuụi cho PLC Logo và tớn hiệu đầu vào số ).
Khi đầu ống chuyển động tỏc động vào cảm biến vị trớ L1 ( hoặc nỳt ấn thao tỏc bằng tay cắt chủ động ) thỡ đầu ra Q1 cú tớn hiệu cấp nguồn cho rơ-le trung gian cấp nguồn cho cuộn hỳt van điện từ phục vụ kớch khớ nộn kẹp ống và motor cưa.
Bàn cưa chuyển động đồng bộ với tốc độ của ống, motor cưa được gia tốc lờn. Sau thời gian trễ t1 tốc độ lưỡi cưa được gia tốc lờn cú mụmen quỏn tớnh đủ lớn để cắt ống thỡ đầu ra Q2 cú tớn hiệu đúng nguồn cho rơ-le trung gian phục vụ cấp nguồn cho motor nõng cưa.
Khi cưa nõng đến giới hạn đảm bảo cắt đứt ống cảm biến vị trớ L2 tỏc động, Q3 mất tớn hiệu nờn motor cưa mất điện, dưới tỏc độn hỗ trợ của lũ xo trợ lực cưa được kộo nhanh xuống.
Khi cưa hạ xuống đến giới hạn cưa ( đảm bảo lưỡi cưa hạ hết xuống ) thỡ đầu ra Q1 mất tớn hiệu cắt nguồn cung cấp cho R1, nhả kẹp, cắt điện cung cấp cho motor cưa. Dưới tỏc động của kớch khớ nộn: bàn cưa được lựi về vị trớ ban đầu sau thời gian trễ t2 đầu ra Q3 cú tớn hiệu cung cấp cho cuộn hỳt van điện từ phục vụ kớch khớ nộn tỏc động đẩy giàn lật, lật ống xuống giỏ chưa ống ( hoặc băng chuyền ). Sau thời gian trễ t3 chương điều khiển được phục hồi trạng thỏi chuẩn bị cho chu trỡnh làm việc tiếp theo.
Vỡ một lý do nào đú ( motor cưa hỏng, chỏy, kẹt bi...) mà cưa khụng cắt đứt ống thỡ bàn cưa di chuyển tỏc động vào cảm biến vị trớ hạn chế cuối bàn cưa L4, I4 cú tớn hiệu cắt toàn bộ tớn hiệu đầu ra Q1, Q2, Q3.
Sau khi khắc phục sự cố, để phục hồi trạng thỏi của hệ thống người vận hành nhấn nỳt Reset.
67
Chế độ làm việc bỏn tự động:
Gạt cụng tắc SW1 sang chế độ làm việc bỏn tự động. Cảm biến vị trớ hạn chế chiều dài ống và nỳt ấn tỏc động cắt bằng tay được nối nguồn 12 V DC.
Khi đầu ống tỏc động vào cảm biến vị trớ hoặc nỳt ấn tỏc động cắt bằng tay được tỏc động thỡ tiếp điểm thường mở của chỳng đúng nguồn 12 V DC cho rơ-le trung gian TG. TG cú điện, tiếp điểm thường mở TG đúng lại tự giữ duy trỡ mạch điều khiển đồng thời tiếp điểm thường mở TG đúng lại cấp nguồn điều khiển cho mạch phớa sau. Lỳc này cụng tắc SW2 đúng (đốn Led sỏng đỏ ) nờn nguồn được cấp cho rơ le R1. R1 cú điện, tiếp điểm thường mở của nú đúng điện cho cuộn hỳt van điện từ phục vụ kớch khớ nộn kẹp ống và đẩy bàn, bàn được đẩy đi cựng với tốc độ ống, ống được kẹp chặt vào bàn cưa và đúng nguồn cho motor cưa, lưỡi cưa được gia tốc lờn quỏn tớnh đủ lớn để cú thể cắt đứt ống, sau thời gian trễ t1 tương ứng với vị trớ của bàn cưa di chuyển đến tỏc động vào cảm biến vị trớ L6 tiếp điểm thường mở của nú đúng lại, thụng qua tiếp điểm của SW3 lỳc này đang đúng ( đốn Led sỏng đỏ ) nguồn được cấp cho motor nõng cưa.
Khi cưa nõng lờn tỏc động vào cảm biến vị trớ giới hạn nõng cưa thỡ đốn bỏo trạng thỏi nõng cưa RL sỏng. Trờn cơ sở tớn hiệu đú người vận hành gạt cụng tắc SW3 cắt điện cung cấp cho R2. R2 mất điện tiếp điểm thường mở của nú mở ra cắt nguồn cung cấp cho motor nõng cư a, do đú cưa hạ xuống, đốn RL tắt.
Khi cưa hạ xuống tỏc động vào cảm biến vị trớ giới hạn hạ, đốn bỏo trạng thứi cưa hạ BL sỏng căn cứ vào đú người vận hành gạt cụng tắc cắt nguồn cung cấp cho R1, R1 mất điện tiếp điểm thường mở của nú mở ra cắt điện cung cấp cho cuộn hỳt van điện từ phục vụ cho kẹp ống và đẩy bàn, cắt điện cung cấp cho motor cưa, cưa dừng.
Để phục hồi trạng thỏi của mạch điều khiển người vận hành chỉ việc gạt cụng tắc SW2 và SW3 trở lại vị trớ ban đầu ( cỏc đốn Led sỏng đỏ ).
68
Chỳ ý: trong trường hợp sự cố cưa khụng cắt đứt ống người vận hành quan
sỏt thấy bàn cưa chuyển động quỏ hành trỡnh thỡ chủ động tuần tự cắt nguồn cung cấp cho động cơ lai lưừi cưa và cuộn hỳt van điện từ phục vụ kớch khớ nộn kẹp ống và đẩu bàn.
Chương trỡnh điều khiển lập trờn Logo:
H.4.30 Chương trỡnh điều khiển mụ hỡnh mỏy cắt ống PVC tự động
69
KẾT LUẬN
Với khoảng thời gian 12 tuần cựng với sự giỳp đỡ tận tỡnh của Giỏo viờn hướng dẫn, cũng như sự cố gắng của bản thõn trong quỏ trỡnh thu thập tư liệu, triển khai làm đồ ỏn. Đến nay đồ ỏn tốt nghiệp “Nghiờn cứu dõy chuyền sản xuất ống nhựa Cụng ty nhựa Bạch Đằng. Xõy dựng mụ hỡnh vật lý cải tiến mỏy cắt ống tự động. " đó hoàn thành, mụ hỡnh vật lý hoạt động tin cõy mụ tả được yờu cầu cụng nghệ.
Để hoàn thành được đồ ỏn tốt nghiệp này em xin chõn thành cảm ơn! Thày giỏo hưỡng dẫn Đặng Hồng Hải đó tận tỡnh chỉ bảo, hưừng dẫn, cho mượn thiết bị của phũng thớ nghiệm của nhà trường ( PLC Logo ), cung cấp cỏc tài liệu liờn quan, giỳp đỡ em hoàn thành đồ ỏn tốt nghiệp này.
Em xin chõn thành cảm ơn! Giỏm đốc, cỏn bộ phũng kỹ thuật cụng ty nhựa Bạch Đằng tạo điều kiện cho em được tiếp cận, tỡm hiểu dõy chuyền cụng nghệ tại cụng ty trong thời gian thực tập và làm đồ ỏn.
Cảm ơn! sự động viờn, giỳp đỡ của cỏc bạn sinh viờn lớp ĐTĐ 41 ĐH giỳp đỡ tụi trong quỏ trỡnh tỡm kiếm thiết bị để xõy dựng mụ hỡnh vật lý cũng như cỏc ý kiến gúp ý thiết thực.
Do thời gian cú hạn, khối lượng cụng việc nhiều nờn đồ ỏn khụng thể trỏnh khỏi những sai sút.
Mặc dự mụ hỡnh vật lý " Hệ thống cắt ống PVC tự đụng" khụng thể trỏnh khỏi những hạn chế về Kỹ thuật, Mỹ thuật song em cũng mạnh dạn tặng lại phũng thớ nghiệm của khoa Điện - ĐTTB trường ĐHHH làm mụ hỡnh thớ nghiệm cũng như gúp phần nhỏ vào việc động viờn khớch lệ phong trào học tập, nghiờn cứu khoa học của cỏc thế hệ sinh viờn tiếp theo.
Hải phũng, ngày 24 thỏng 02 năm 2005
Sinh viờn lớp ĐTĐ 41 ĐH Nguyễn Đỡnh Chung
70
PHỤ LỤC
Cỏc sự cố cú thể xảy ra với cỏc khớ cụ điện, cảm biến, hệ thống truyền động và cỏch khắc phục.
Do hệ thống sử dụng nhiều cụng tắc hành trỡnh ( sử dụng làm cảm biến vị trớ ) do chuyển động cơ khớ nờn chịu tỏc động cơ học, bị hỏng, độ tin cậy khụng cao.
Cỏch khắc phục:
Thay vào đú là cỏc cảm biến quang ( Foto sensor, do khụng cú tiếp xỳc cơ khớ nờn độ bền cao hơn.
Giàn kộo của hệ thống sử dụng bộ giảm tốc truyền động bằng cơ khớ nờn yờu cầu phải kiểm tra bảo dưỡng cỏc hộp số, khớp trục cỏc đăng ...Nếu thiếu mỡ bụi trơn sẽ dẫn đến phỏt núng, mũn bỏnh răng.
Hệ thống sử dụng cỏc phần tử: Rơle, Cụng tắc tơ, hoạt động lặp lại nờn cỏc tiếp điểm giảm tuổi thọ dẫn đến kộm tin cậy, thường xuyờn phải bảo dưỡng. Khắc phục:
Để tăng mức độ tự động hoỏ, tăng độ tin cậy. Ta thay thế cỏc phần tử rơ le, cụng tắc tơ bằng bộ điều khiển khả trỡnh.
Cỏc sự cố cú thể xảy ra với hệ thống gia nhiệt:
Hệ thống gia nhiệtHệ thống gia nhiệt bằng điện trở nhiệt, khống chế nhiệt độ bằng nhiệt ngẫu điều khiển đúng mở cụng tắc tơ với hai mức cao và mức thấp (ứng với hai giỏ trị nhiệt độ đặt ). Nờn cỏc tiếp điểm làm việc thường xuyờn dẫn đến tuổi thọ giảm, độ tin cậy của hệ thống giảm.
Phần tử đốt núng là cỏc dõy kim loại cú điện trở suất lớn ( Điện trở nhiệt ) trong quỏ trỡnh vận hành khai thỏc liờn tục, dài hạn nờn cú thể bị đứt.
Cỏch khắc phục: Thay thế vào đú là bộ điều chế xung điều khiển gúc mở của thyisto do đú mà cú thể ổn định nhiệt độ ở một giỏ trị.
71
Cỏc sự cố cú thể xảy ra với động cơ điện:
- Động cơ bị kẹt do cong vờnh trục, do khụ dầu mỡ, kẹt ổ bi... - Cuộn kớch từ bị chỏy.
- Chổi than bị mũn, tiếp xỳc giữa chổi than với cổ gúp khụng tốt
- Bơm nước hoạt động liờn tục ,cỏc phụ kiện tiếp xỳc với mụi trường nước liờn tục nờn làm giảm tuổi thọ của vũng bi, rỉ sột, phớt dễ bị lóo hoỏ, chúng hỏng.
Cỏch khắc phục những sự cố trờn:
- Kiểm tra định kỳ, bảo dưỡng thiết bị. - Vận hành đỳng theo chỉ dẫn kỹ thuật. - Chọn thiết bị bảo vệ phự hợp, tin cậy.
- Chọn động cơ làm việc đủ cụng suất, đỏp ứng chế độ làm việc, chất lượng tốt.
72
Cơ cấu tự động khớ nộn.
Dõy chuyền sử dụng cơ cấu tự động khớ nộn để nõng hạ tầng trờn của dàn kộo; dựng để kẹp ống trong quỏ trỡnh cưa cắt sản phẩm; Dựng để đẩy cưa trong quỏ trỡnh cưa ống; Dựng để lật ống sau khi cưa xong ; đưa cữ , kẹp ống tiến trụ, lựi trụ, tiờns banh, lựi banh trong quỏ trỡnh nong ống.
Với ưu điểm về cụng cơ học lớn, đỏp ứng dễ dàng yờu cầu di chuyển nhanh, di chuyển ngắn. Được sử dụng rộng rói trong cỏc mỏy sản xuất nờn dễ tỡm kiếm trong quỏ trỡnh chế tạo mỏy cũng như thay thế, sửa chữa.
Dõy chuyển sử dụng kớch kộp:
ỏp lực được phõn bố lần lượt ở mỗi phớa của piston để đảm bảo di chuyển theo một chiều, rồi theo chiều khỏc.
Một ưu điểm nữa của kớch khớ nộn là: Dễ dàng điều khiển nhờ bộ phõn phối điều khiển bằng điện ( Van điện từ ). Van điện từ hoạt động do việc cấp nguồn cho cuộn hỳt. Do đú mà cú thể dễ dàng xõy dựng mạch điều khiển bằng cỏc phần tử đúng cắt tự động thụng thường bằng rơ le, cụng tắc tơ hoặc bằng cỏc bộ điều khiển khả trỡnh.
Dõy chuyền ở đõy sử dụng Bộ phõn phối 4 / 2 (4 lỗ / 2 đường ).
73
Bộ phõn phối 4 lỗ 2 vị trớ - Nộn - Đầu ra 1 - Đầu ra 2 - Xả 74 X Y 0 0 1 1 1 0 Đầu ra 1 Đầu ra 2 Nén Thoát Kích đi vào Đầu ra 2 Đầu ra 1 Kích đi vào Thoát Nén