56
R, S, T: Nguồn 3 pha 380 VAC cấp vào cho biến tần. STF – SD: Kết nối với nhau thì biến tần chạy thuận. STR – SD: Kết nối với nhau thì biến tần chạy nghịch.
RH – SD: Kết nối với nhau thì biến tần chạy theo cấp tốc độ 1 (cài đặt 16 cấp tốc độ trong mode).
RM – SD: Kết nối với nhau thì biến tần chạy theo cấp tốc độ 2 (cài đặt 16 cấp tốc độ trong mode).
RL – SD: Kết nối với nhau thì biến tần chạy theo cấp tốc độ 3 (cài đặt 16 cấp tốc độ trong mode).
RES – SD: Kết nối với nhau thì biến tần dừng. SD: Chân âm 0 V.
U, V, W: Nguồn ra 3 pha 220 VAC của biến tần. A – C: Cặp tiếp điểm thường hở.
B – C: Ctiếp điểm thường đóng.
Chức năng của biến tần được sử dụng như một thiết bị điều khiển tốc độ, chiều quay của động cơ và được sử dụng rất phồ biến.
4.4.1.6. Nguồn tổ ong 24 VDC – 10 A
57 Đặc tính của nguồn tổ ong:
- Model: NTO – 24 V – 10 A
- Điện áp đầu vào 1 pha 110 ~ 220 VAC. - Điện áp đầu ra 1 pha 24 VDC.
- Dịng điện ra 10 A. - Cơng suất 240 W.
- Nhiệt độ làm việc 0 ~ 400C.
- Nhiệt độ bảo quản -20 ~ 600C.
- Nguồn tổ ong được sử dụng để biến đổi điện áp 220 VAC thành điện áp 24 VDC
cung cấp cho PLC Delta, HMI Delta, van solenoid, relay kiếng và một số thiết bị khác cần nguồn 24 VDC. Được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp.
Ký hiệu chân của nguồn tổ ong:
Hình 4.21: Ký hiệu các chân của nguồn tổ ong ( Nguồn Internet )
Dưới đây là các ký hiệu các chân của nguồn tổ ong:
- L: Điện áp vào 220 VA. - N: Kết nối với dây trung tính. - -V: Điện áp ngõ ra 0 VDC.
58 - +V: Điện áp ngõ vào 24 VDC.
- +VADJ: Nút điều chỉnh mức điện áp DC.
4.4.1.7. Quạt tản nhiệt SUNNON SF9225AT 12 x 12 cm và 80 x 80 cm
Hình 4.22: Quản tản nhiệt ( Nguồn Internet ) Đặc tính của quạt: Đặc tính của quạt:
Quạt thơng gió tản nhiệt tủ mạng đảm bảo các thiết bị trong tủ mạng hoạt động ổn định, khơng bị nóng máy và đảm bảo độ bền của các thiết bị mạng bên trong tủ.
- Kích thước: 120 x 120 mm và 80 x 80 mm. - Dòng điện: Xoay chiều.
- Điện áp: 5 A – 220 VAC. - Chất liệu: Kim loại.
Quạt tàn nhiệt ngoài nhiệm vụ giảm nhiệt, giúp tủ thơng thống hỗ trợ các thiết bị hoạt động tốt. Thơng gió giúp thổi bay bụi bẩn hút bụi bẩn theo cánh thơng gió đi ra ngồi hoặc giữ lại trên cánh quạt. Nó cũng góp phần khiến khơng gian tủ được sạch sẽ hơn, hạn chế bụi bẩn hơn làm giảm tác động ngoại cảnh đến thiết bị, giúp các thiết bị được bảo vệ tối đa khi ở trong tủ.
59
4.4.1.8. Van điện từ khí nén AIRTAC 5/2
Hình 4.23: Van điện từ khí nén AIRTAC 5/2 ( Nguồn Internet ) Thông số kỹ thuật: Thông số kỹ thuật:
- Thương hiệu Airtac.
- Kích thước cổng ren 13 mm. - Kích thước cổng xả ren 9,8 mm. - Áp suất hoạt động: 0,15 – 0,8 MPa. - Nhiệt độ hoạt động: -20 ~ 70oC.
- Đầu cuộn từ sử dụng điện áp 24 VDC.
Van dược sử dụng để điều hoạt động của xylanh hạ xuống nâng lên để chặn gạt mứt. Cuộn từ sử dụng điện áp 24 VDC kết nối ngõ ra Y của PLC để điều khiển.
Ký hiệu và nguyên lý hoạt động của van từ 5/2
60
Van từ 5/2 là loại van 5 cửa 2 trạng thái dùng để điều khiển xylanh tiến tới (Lò xo kích trạng thái bên trái của van hoạt động) và lùi (Cuộn từ bên phải kích trạng thái bên phải của van hoạt động).
A: Ngõ ra khí của van và được nối với ngõ vào khí của xylanh. B: Ngõ vào khí của van và được nối với ngõ ra khí của xylanh. R, S: Ngõ xả khí ra ngồi mơi trường của van.
P: Ngõ cấp khí vào van.
4.4.1.9. Domino điện (cầu đấu)
Hình 4.25: Domino điện ( Nguồn Internet ) Đặc tính của Domino điện: Đặc tính của Domino điện:
- Loại: Domino khối. - Số cực: 12.
- Dòng định mức: 20 A – 250 VAC. - Mức cách điện: 600 VAC.
Domino điện là thiết bị để kết nối dây điện với các thiết bị điều khiển hoặc động lực, giúp nối liền mạch điện trong hệ thống điện. Cầu đấu (Domino điện) có rất nhiều loại như: Cầu đấu khối, cầu đấu mắc cài, cầu đấu giắc cắm, cầu đấu lắp ghép…v.v.
61
4.4.1.10. CB 1 pha 220VAC
Hình 4.26: CB 1 pha 220VAC ( Nguồn Internet ) Thông số kỹ thuật: Thông số kỹ thuật: - Mã Sản Phẩm: BKN 2P 20A. - Điện Áp: 220 V. - Số cực: 2P. - Dòng: 20 A. 4.4.1.11. Nút dừng khẩn cấp
Sử dụng để ngắt toàn bộ hoạt động của máy phòng trường hợp sự cố xảy ra.
62
4.4.1.12. Thanh trung tính đồng
Hình 4.28: Thanh trung tính đồng ( Nguồn Internet ) Thơng số kỹ thuật:
- Số cực: 12.
- Dòng định mức: 63 A.
Sử dụng làm phụ kiện bên trong các tủ điện. Được làm bằng đồng hợp kim, đa dạng kích thước. Có tác dụng làm nơi tiếp đất cho dịng điện.
4.4.2. Tính tốn và thiết kế
4.4.2.1. Tính tốn cơng suất và lựa chọn dây dẫn phù hợp với tải:
- Sử dụng van selenoid kích bằng đầu coil 24 VDC, 3 W nên ta có dịng định mức:
I = = = 0,125 (A) ( 4.54 )
Chọn tiết diện dây S = 0,5 mm2.
- Dòng điện chịu tải của dây: I = S x 6 = 0,5 x 6 = 3 (A) > 0,125 (A) phù hợp với
yêu cầu.
- Sử dụng Motor 3 pha 220 VAC – 0,2 KW nên ta có dịng định mức của động cơ:
I = = = 0,9 (A) ( 4.55 )
- Để đảm bảo an tồn trong cơng nghiệp ta chọn tiết diện dây S = 1,5 mm2.
- Dòng điện chịu tải của dây: I = S x 6 = 1,5 x 6 = 9 (A) > 0,9 (A) phù hợp với yêu
cầu.
63
Chọn tiết diện dây S = 0,5 mm2.
- Dòng điện chịu tải của dây: I = S x 6 = 0,5 x 6 = 3 (A) > 0,14 (A) phù hợp với yêu
cầu.
- Sử dụng HMI Dlelta DOP 107BV 24VDC – 8,6W nên ta có dịng định mức:
I = = , = 0,36 (A) ( 4.56 )
Chọn tiết diện dây S = 0,5 mm2.
- Dòng điện chịu tải của dây: I = S x 6 = 0,5 x 6 = 3 (A) > 0,36 (A) phù hợp với yêu
cầu.
- Sử dụng PLC Delta 14SS211T 24 VDC kích relay kiếng trung gian. - P = 0W, I = 0 (A)
Chọn tiết diện dây S = 0,5 mm2.
- Sử dụng cảm biến hồng ngoại 24 VDC – 0,3 A.
Chọn tiết diện dây S = 0,5 mm2.
- Dòng điện chịu tải của dây: I = S x 6 = 0,5 x 6 = 3 (A) > 0,3 (A) phù hợp với yêu
cầu.
- Sử dụng biến tần Mitsubishi FR – E520, 220 VAC – 3,7 KW nên ta có dịng định
mức:
I = = = 16.818 (A). (Dòng ra tối đa mà biến tần có thể cấp) ( 4.55 )
- Vì biến tần điều khiển 1 Motor có dịng 0.9 (A) nên dòng cấp ra của biến tần = 0.9
(A).
Chọn tiết diện dây S = 1,5 mm2.
- Dòng điện chịu tải của dây: I = S x 6 = 1,5 x 6 = 9 (A) > 0,9 (A) phù hợp với yêu
cầu.
- Biến tần thứ 2 được kết nối với Motor điều khiển vít me có dịng định mức 0,45
(A) nên dòng cấp ra của biến tần = 0,45 (A).
64
- Dòng điện chịu tải của dây: I = S x 6 = 1,5 x 6 = 9 (A) > 0,45 (A) phù hợp với yêu
cầu.
4.4.2.2. Tính tổng cơng suất tải và lựa chọn thiết bị:
Ta có số lượng thiết bị dùng nguồn 24 VDC:
- Số lượng đầu coil van selenoid: 1 - Số lượng HMI Delta DOP DVP: 1 - Số lượng PLC Delta DVP: 1 - Số lượng cảm biến hồng ngoại: 3
- Tổng dòng điện của tất cả các tải 24VDC là:
ItổngDC = Ivan + IHMI + IPLC + Icb ( 4.57 ) = 0,125 + 0,34 + 0 + 3 x 0,3
= 1,365 (A)
- Để đảm bảo an tồn trong cơng nghiệp ta chọn tiết diện dây S = 1,5 mm2 để cấp vào nguồn tổ ong 24 VDC – 10 A.
- Dòng điện chịu tải của dây cấp vào nguồn tổ ong 24 VDC – 10 A:
I = S x 6 = 1,5 x 6 = 9 (A) > 1,365 (A) phù hợp với yêu cầu. Ta có số lượng thiết bị dùng nguồn 220 VDC:
- Số lượng motor 3 pha 220 VAC: 1
- Số lượng motor điều khiển vít me 3 pha 220VAC: 1 - Số lượng quạt tản nhiệt: 2
Tổng dòng điện của tất cả các tải:
Itổng = ItổngDC + Imotor(IBiến tần ) + Iquạt + Imotor vít me ( 4.58 ) = 1,365 + 0,9 + 2 x 0,14 + 0,45 = 2,995 (A)
- Để đảm bảo an tồn trong cơng nghiệp ta chọn tiết diện dây S = 2,5 mm2 - Dòng điện chịu tải của dây:
65
4.4.3. Nguyên lý hoạt động và các sơ đồ, lưu đồ thuật tốn
4.4.3.1. Sơ đồ khối
Hình 4.29: Sơ đồ khối
Trong sơ đồ trên các khối tác động lẫn nhau như sau:
- Khối “Nút nhấn khẩn cấp” dùng để đóng ngắt nguồn điện cấp cho khối “Biến tần Fr – E520” và khối “PLC Delta DVP 14SS211T”.
- Khối “Cảm biến hồng ngoại” truyền tín hiệu đến khối “PLC Delta DVP 14SS211T” để khối “PLC Delta DVP 14SS211T” xử lý tín hiệu.
- Khối “PLC Delta DVP 14SS211T” sau khi xử lý tín hiệu của khối “Cảm biến hồng ngoại” sẽ tiến hành điều khiển khối “xylanh chặn xuống quét mứt” đồng thời điều khiển khối “Biến tần Fr – E520”.
- Hai khối “Biến tần Fr – E520” tác động và điều khiển khối “Động cơ bơm” và khối “Cơ cấu vít me đẩy khay”.
“Khối PLC” và “Khối HMI” tác động qua lại để điều khiển hoạt động tổng thể. “Khối PLC sẽ gửi thông tin trạng thái hoạt động của các khối khác cho “Khối HMI” thông qua các dạng đèn báo được thiết lập trên màn hình HMI. Và “Khối HMI” có chức năng đưa ra các yêu cầu cùa người vận hành để “Khối PLC” xử lý.
66
4.4.3.2. Lưu đồ thuật toán
- Lưu đồ thuật tốn của chương trình Auto:
Hình 4.30: Lưu đồ thuật tốn chương trình auto
- Chế độ vận hành tự động: Nhấn khởi động, đặt khay vào, cảm biến 1 nhận tín hiệu
và đếm thời gian (Thời gian do người vận hành cài đặt để đảm bảo an toàn khi lắp đặt khay). Khi đủ thời gian quy định, cơ cấu vít me sẽ đầy khay ra, khi khay chạm cảm biến
67
2 thì xylanh sẽ đẩy xuống chặn để quét mứt chanh dây. Sau đó khay tiếp tục đi tới và chạm cảm biến 3, khi đó tín hiệu từ cảm biến 3 sẽ kích cho cơ cấu vít me và xylanh trở về vị trí ban đầu. Bơm sẽ được kích hoạt bằng nút công tắc để đảm bảo lưu lượng bơm liên tục.
- Lưu đồ thuật tốn của chương trình điều khiển bằng tay:
68
- Chế độ vận hành bằng tay: Nhấn khởi động, đặt khay vào sau đó nhấn nút “Tiến”.
Cơ cấu vít me sẽ đẩy khay ra, nhấn nút “Chặn” xylanh sẽ chặn xuống để quét mứt chanh dây, nhấn nút “Lùi” cơ cấu vít me sẽ lùi về để chờ khay tiếp theo, nhấn nút “Dừng” cơ cấu vít me sẽ dừng. Bơm sẽ được kích hoạt bằng nút cơng tắc để đảm bảo lưu lượng bơm liên tục.
4.4.4. Sơ đồ đấu dây
Hình 4.32: Sơ đồ đấu dây mạch điện
69
70
Chương 5: THI CÔNG
5.1. Chế tạo khung máy Yêu cầu kĩ thuật: Yêu cầu kĩ thuật:
- Khung máy phải đủ độ cứng, vững đảm bảo cho máy làm việc ổn định. - Khi lắp các chi tiết vào khung thì khơng bị vướng.
Các ngun cơng chế tạo:
- Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi: Chuẩn bị 2 cây inox 304 40 x 40 x 1.5 và 1 thép tấm 50 x 5.
- Ngun cơng 2: Cắt phơi theo kích thước bản vẽ đã thiết kế. - Nguyên công 3: Gá, hàn các phôi đã chuẩn bị.
- Nguyên công 4: Khoan, taro các lỗ để lắp bu lông các chi tiết khác. - Nguyên công 5: Dùng máy tẩy, tẩy trắng mối hàn.
5.2. Chế tạo phễu cấp liệu Yêu cấu kĩ thuật: Yêu cấu kĩ thuật:
Phễu chứa phải đại góc nghiêng phù hợp để vật liệu có thể tự chảy. Đảm bảo đủ thể tích cho 1 lần cung cấp.
Các nguyên công chế tạo:
- Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi: chuẩn bị 1 tấm inox 304 dày 1,2 mm.
- Nguyên công 2: Cắt tấm inox thành các biên dạng khai triển của phễu theo kích thước bản vẽ.
- Nguyên công 3: Chấn các nếp gắp của miệng phễu. - Nguyên công 4: Gá, hàn các tấm inox lại với nhau. - Nguyên công 5: Khoan lỗ để lắp phễu lên khung. - Nguyên công 6: Dùng máy tẩy, tẩy trắng mối hàn.
71
Hình 5.1: Phễu chứa sau khi chế tạo 5.3. Chế tạo ống rót 5.3. Chế tạo ống rót
Yêu cầu kĩ thuật:
Khơng bị nghẹt đường ống trong q trình rót. Ống rót khơng bị rị rỉ.
Các ống phải rót đều nhau. Các ngun cơng:
- Ngun cơng 1: Chuẩn bị phôi: Ống vi sinh DN 25, Ống vi sinh DN 6, Khớp nối nhanh DN25, co vng có đường kính 27 mm.
- Ngun cơng 2: Cắt ống theo kích thước bản vẽ.
- Ngun cơng 3: Gá, hàn các ống vi sinh DN 6, ống vi sinh DN25, co vuông và khớp nối nhanh lại với nhau
- Nguyên công 4: Dùng máy tẩy, tẩy trắng mối hàn.
72 5.4. Chế tạo ống dẫn
Yêu cầu kĩ thuật:
Ống dẫn khơng bị rị rỉ. Các nguyên công chế tạo:
- Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi: Ống vi sinh DN 25, khớp nối nha DN 25, co vng có đường kính 27 mm.
- Ngun cơng 2: Cắt ống theo kích thước bản vẻ. - Nguyên công 3: Hàn các ống lại với nhau.
- Nguyên công 4: Dùng máy tẩy để làm trắng mối hàn.
Hình 5.3: Ống dẫn mứt từ bơm đến ống rót 5.5. Chế tạo phễu hứng 5.5. Chế tạo phễu hứng
Yêu cầu kĩ thuật:
Đảm bảo các mối hàn được hàn kín.
Đảm bảo mứt chanh dây có thể tự chảy về phễu chứa. Các nguyên công chế tạo.
- Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi: 1 tấm inox 304 dày 1,2 mm - Nguyên công 2: Cắt tấm inox thành các biên dạng như bản vẽ. - Nguyên công 3: Gá, hàn các tấm inox đã cắt lại với nhau.
73
- Nguyên công 4: Dùng máy tẩy, tẩy trắng mối hàn.
Hình 5.4: Phễu hứng sau khi chế tạo
5.6. Tiến hành thiết kế lắp đặt và đấu nối tủ điện
Hình 5.5: Thi công lắp ráp tủ điện
74 Yêu cầu:
- Thiết kế mạch điện phải đảm bảo tính năng hoạt động và tính an tồn cao, vận hành dễ dàng.
- Đảm bảo cung cấp điện đủ để các thiết bị trong máy hoạt động một cách tốt nhất. - Tính tốn cơng suất tất cả các tải để lựa chọn tiết diện dây phù hợp.
Những khó khăn trong q trình đấu nối tủ điện:
- Bố trí các thiết bị trên một bảng nhỏ nên khi gắn các thiết bị vô bảng mới đấu dây
dẫn đến việc có nhiều chỗ kẹt khó đưa dây vào.
- Đấu dây nhiều nên việc nhét dây vào mang cá khó.
- Do có hai tủ điện đặt xa nhau và dây điện nhiều nên việc kiểm tra lại đường dây
sau khi đấu xong gặp chút khó khăn.
5.7. Thiết kế giao diện cho HMI và viết chương trình điều khiển PLC 5.7.1. Địa chỉ các chân I/0 5.7.1. Địa chỉ các chân I/0
75
Chân Kiểu Thiết bị kết nối X0 Input Cảm biến 1 X1 Input Cảm biến 2 X2 Input Cảm biến 3
Y0 Output Relay kiếng điều khiển biến tần và cơ cấu vít me đi ra