Tấm chắn thép

Chọn tấm chắn thép dài 1m, cao 0,5m. Bố trí tại song song với hộp trục vít 2 và đặt cách mặt đắt 1m.

3.2.4 Trục vít

Ren vít được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam 2003. Chọn bước ren lớn 35mm, đường kính 300mm và thuộc loại ren răng cưa.

Chiều dài 1m, đường kính, bước ren lần lượt là: a. Trục vít 1.

Trục vít 1 được bố trí như hình 3.13 ở trên.

Có trục nằm cố định và được đặt sao cho mép đỉnh ren bằng với sàn. b. Trục vít 2.

Nằm trên trục vít 1 cách trục vit 1 ≥ 1.5 lần sản phẩm. Trục vít 2 có thể chỉnh khoảng cách nhờ cơ cấu nâng trục vít 2, để phù hợp với sản phẩm của nhà máy.

3.2.5 Động cơ

Chọn động cơ không đồng bộ ba pha lồng sóc. Có thông số như sau:

P=0.37kw U đm= 380 v n= 1500v/p Cos α=0.9 Hình 3.14: Động cơ 3 pha lồng sóc. Ưu điểm:

Dễ thay thế vì có sẵn trên thị trường sửa chữa và phù hợp với điện 3 pha trong công nghiệp.

3.2.6 Hộp số

Chọn hộp số có tỉ số truyền 1:5 để giảm tốc độ động từ 1500v/p xuống 300v/p.

Hình 3.15: Hộp số theo tỷ lệ 1:5.

Trục vít quay 1 vòng thì thanh thép đi được 1 bước ren  28 bước ren sẽ cần có ≈ 28 vòng quay. Để thanh thép đi từ vị trí đầu chưa tách sang vị trí sau đã tách cần 28 vòng tương ứng.

28/300=0.09333 phút ≈ 5,6s.

Thời gian giãn trễ = thời gian ổn định của 2 động cơ + 5,6s.

3.2.7 Biến tần

Chọn biến tần MM420 để điều khiển tốc độ 2 động cơ với P> 0,75kw. Với giá trị mong muốn là 300v/p thì ta áp dụng công thức n=[120 x f]/P (P là số cập

cực, f là tần số.)  f= np/120 =300.18/120 =45hz

Kết nối PLC với biến tần động cơ như sau:

Hình 3.16: Sơ đồ đấu nối tổng quát máy tính, PLC, biến tần và động cơ.

Nhờ công nghệ điều hòa inverter của MM420 điều chỉnh tần số góc mà tốc độ luôn được ổn định ở giá trị đặt.

3.2.8 Sàn đếm

Do ta chọn ren lớn là 35mm nên khoảng cách dàn đều mỗi thanh là (35- X)*2; (X là kích cỡ sản phẩm của nhà mấy) phù hợp cho việc đếm thép sau này.

Mà thời gian dãn cách giữa 2 thanh là:T=(35-X)*2*35/50 (s)

Với: X kích thước sản phẩm

T đơn vị bằng s

Để cho khoảng cách giữa 2 thanh không dồn vào nhau thì tốc độ của sàn phải lớn hơn hoặc bằng tốc độ sinh ra 2 sản phẩm. Tức V≥50/35 (mm/s).

Việc chọn động cơ và điểu chỉnh vận tốc ở đây ta có thể dùng hộp số như trên.

3.2.9 Bảo vệ quá dòng

Sử dụng rơ le bảo vệ quá dòng MK233A

Hình 3.17: Rơ le bảo vệ quá dòng MK233A.

Rơle bảo vệ quá dòng MK233A: Relay bảo vệ quá dòng của Mikro (Malaysia) được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện công nghiệp.

Thông số kỹ thuật chính:

Nguồn cung cấp: 198 đến 265VAC Dòng định mức (A): 5

Dòng quá tải cao: I>> từ 0.5 đến 99.9A (10% 1998%) hoặc vô hiệu Dòng quá tải thấp: I> 0.5 đến 6A (10% 120%)

Thời gian tác động cao: T>> 0.05s đến 2.5s Thời gian tác động thấp: T> từ 0.05s đến 99s Đèn hiển thị: LED

Đặc điểm khác:

-Reset bằng tay hoặc tự động.

-Ghi giá trị sự cố trước đó (2 giá trị gần nhất) Đáp ứng tiêu chuẩn IEC 60255-26

3.2.10 Kết quả tách thanh thép

Hình 3.18. Kết quả dàn sản phẩm.

3.3 Hệ thống điều khiển PLC

Giới thiệu về các thành phần sử dụng trong PLC phục vụ đồ án.

Từ thực tế sử dụng người ta thấy rằng PLC có những điểm mạnh như sau: - PLC dễ dàng tạo luồng ra và dễ dàng thay đổi chương trình.

- Chương trình PLC dễ dàng thay đổi và sửa chữa: Chương trình tác động đến bên trong bộ PLC có thể được người lập trình thay đổi dễ dàng bằng xem xét việc thực hiện và giải quyết tại chỗ những vấn đề liên quan đến sản xuất, các trạng thái thực hiện có thể nhận biết dễ dàng bằng công nghệ điều khiển chu trình trước đây. Như thế, người lập trình chương trình thực hiện việc nối PLC với công nghệ điều khiển chu trình. Người lập chương trình được trang bị các công cụ phần mềm để tìm ra lỗi cả phần cứng và phần mềm, từ đó sửa chữa thay thế hay theo dõi được cả phần cứng và phần mềm dễ dàng hơn.

- Các tín hiệu đưa ra từ bộ PLC có độ tin cậy cao hơn so với các tín hiệu được cấp từ bộ điều khiển bằng rơ le.

- Phần mềm lập trình PLC dễ sử dụng: phần mềm được hiểu là không cần những người sử dụng chuyên nghiệp sử dụng hệ thống rơle tiếp điểm và không

tiếp điểm. Không như máy tính, PLC có mục đích thực hiện nhanh các chức năng điều khiển, chứ không phải mang mục đích làm dụng cụ để thực hiện chức năng đó.

Ngôn ngữ dùng để lập trình PLC dễ hiểu mà không cần đến khiến thức chuyên môn về PLC. Cả trong việc thực hiện sửa chữa cũng như việc duy trì hệ thống PLC tại nơi làm việc.

Việc tạo ra PLC không những dễ cho việc chuyển đổi các tác động bên ngoài thành các tác động bên trong (tức chương trình), mà chương trình tác động nối tiếp bên trong còn trở thành một phần mềm có dạng tương ứng song song với các tác động bên ngoài. Việc chuyển đổi ngược lại này là sự khác biệt lớn so với máy tính. Thực hiện nối trực tiếp: PLC thực hiện các điều khiển nối trực tiếp tới bộ xử lý (CPU) nhờ có đầu nối trực tiếp với bộ xử lý. đầu I/O này được đặt tại giữa các dụng cụ ngoài và CPU có chức năng chuyển đổi tín hiệu từ các dụng cụ ngoài thành các mức logic và chuyển đổi các giá trị đầu ra từ CPU ở mức logic thành các mức mà các dụng cụ ngoài có thể làm việc được.

Dễ dàng nối mạch và thiết lập hệ thống: trong khi phải chi phí rất nhiều cho việc hàn mạch hay nối mạch trong cấp điều khiển rơle, thì ở PLC những công việc đó đơn giản được thực hiện bởi chương trình và các chương trình đó được lưu giữ ở băng cassette hay đĩa CDROM, sau đó thì chỉ việc sao trở lại.

Thiết lập hệ thống trong một vùng nhỏ: Vì linh kiện bán dẫn được đem ra sử dụng rộng dãi nên cấp điều kiện này sẽ nhỏ so với cấp điều khiển bằng rơle trước đây.

Tuổi thọ là bán- vĩnh cửu: Vì đây là hệ chuyển mạch không tiếp điểm nên độ tin cậy cao, tuổi thọ lâu hơn so với rơle có tiếp điểm.

Ở đây ta lựa chọn sản phẩm PLC S7-300, CPU 314

3.3.1 Counter.

Sử dụng bộ đếm lên S_CU:

Ngõ vào I0.1=1: Đưa giá trị vào PV. Khi I0.0 chuyển trạng thái 0 sang 1 C0 đếm tăng lên 1.

Ngõ vào Q0.0= 1 Khi giá trị đếm lớn hơn 0. Giá trị bộ đếm hiện thời nằm trong 2 ô nhớ MW100 và MW102 dưới dạng integer và dang BCD, giá trị ô nhớ này có tầm từ 0-999.

Hình 3.19: Counter.

3.3.2 Cảm biến

- Cảm biến là thiết bị dùng để phát hiện sự thay đổi của các hiện tượng vật lý, hoặc phát hiện sự xuất hiện của một vật nào đó.

- Cảm biến logic tạo ra trạng thái 0 hoặc 1 khi tác động. - Điện áp đầu ra tỷ lệ với thay đổi của các đại lượng vật lý.

Bộ cảm biến quang điện

Các thiết bị chuyển mạch quang điện có thể vận hành theo kiểu truyền phát, vật thể cần phát hiện sẽ chắn chùm sáng không cho chúng chiếu tới thiết bị dò hoặc theo kiểu phát xạ vật thể cần phát hiện sẽ phản chiếu chùm sáng lên thiết bị dò. Trong cả hai kiểu, cực phát bức xạ thông thường gọi là điốt phát quang (LED) thiết bị dò bức xạ có thể là các transistor quang thường là một cặp transistor. Cặp transistor này làm tăng độ nhạy của thiết bị tuỳ theo mạch được sử dụng đầu ra có thể được chế tạo để chuyển mạch đến mức cao hoặc mức thấp sau khi ánh sáng truyền đến transistor. Các bộ cảm biến được cung cấp dưới dạng các hộp cảm nhận sự có mặt của vật thể ở khoảng cách ngắn. Khi phát hiện có vật cản, cảm biến sẽ tác động làm cho tiếp điểm ngõ ra cảm biến đóng lại và cấp điện cho ngõ vào của PLC.

Hình 3.20: Sơ đồ kết nối cảm biến với card vào của PLC.

Chọn cảm biến E3JK loại auto-volt

Hình 3.21: Cảm biến E3JK loại auto-volt.

Các thông số kỹ thuật như sau:

- Nguồn cấp auto 12~240VDC, 24-240VAC, công suất tiêu thụ tối đa 3W. - Đầu ra rơle SPDT 3A-250VAC

- Khoảng cách thu phát riêng tối đa 5m, thu phát chung 0.3m, phản xạ gương 2,4m

- Chế độ làm việc Light-ON, Dark-ON nhiệt độ làm việc -25~550C. - Sử dụng LED hồng ngoại bước sóng 950nm, thời gian đáp ứng 30ms - Vỏ bọc bằng ABS (Acrylonitril Butadiene Styrene), độ kín đạt IP64. - Kiểu đấu nối: ra dây sẳn 2m, 5M.

3.3.3 Rơ le

Rơ le là một loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định. Rơ le là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực.

3.3.3.1 Các bộ phận chính của rơ le

Hình 3.22: Cơ cấu của rơ le.

- Cơ cấu tiếp thu (khối tiếp thu).

Có nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đầu vào và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cung cấp tín hiệu phù hợp cho khối trung gian, ở đây là cuộn dây.

- Cơ cấu trung gian (khối trung gian).

Làm nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đưa đến từ khối tiếp thu và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cho rơ le tác động, ở đây nó là mạch từ nam châm điện.

- Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành).

Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều khiển,ở đây là hệ thống tiếp điểm.

3.3.3.2 Rơ le điện từ Cấu tạo, hoạt động.

Hình 3.23: Rơ le điện từ.

Sự làm việc của loại rơ le này dựa trên nguyên lý điện từ. Xét một rơ le như hình trên. Khi cho dòng điện “Iđk” đi vào cuộn dây 2 của nam châm điện 1 thì nắp 3 sẽ chịu một lực hút F. Lực hút điện từ này sẽ làm công tắc 5 đóng lại làm cho mạch thông.

Rơ le trong mạch của đồ án.

Hình 3.24: Kết nối rơ le, PLC, biến tần và động cơ.

3.4 Thiết kế giao diện PC (WinCC ) 3.4.1 Tạo project mới

Khởi động SIMATIC WinCC chọn project (Sing_user Project) ok.

Sau đó chọn tên project (TachThep) chọn đường dẫn sau đó create để tạo project mới.

Sau đó thêm driver của PLC cần liên kết bẳng cách click chuột vào tag management rồi chọn add new driver.

Trong ô add new driver, chọn simentic s7 protool suit, bẳng cách chọn dấu cộng.

Tạo một liên kết mới bẳng cách chuột phải vào MPI rồi chọn new connection.

Chọn tên cho connection (s7-300). Sau đó chọn properties. Slot number chọn 2 rồi ok.