CHƯƠNG III .THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
3.3. Thiết kế các mạch điều khiển
Sơ đồ mạch điều khiển tổng thể
50
3.3.1 Thiết kế mạch điều khiển quay phôi
Hệ thống mạch điều khiển quay phơi gầm các bộ phận chính sau: + Bộđiều khiển lập trình PLC
+ Một động cơ khơng đồng bộ ba pha 220V
+ Một biến tần điều khiển chuyển động của động cơ + Một rơle 4 chân đểđóng mở phanh động cơ + Một bộ nguồn điện 24VDC
+ Một cầu nối + Một cảm biến từ
PLC là bộ điều khiển trung tâm của hệ thống. PLC có các đầu vào L1, L2 nối với nguồn điện 220V. Các đầu vào 00, 01 nối với cảm biến từ gắn trên đồ gá để nhận tín hiệu do cảm biến từ phát ra khi mâm cặp của đồ gá phôi quay. Đầu ra 00 được nối với role để điều khiển đóng/ngắt cho role. Bốn chân của role được nối với phanh của động cơ và biến tần điều khiển động cơ hoạt động. Khi khơng có tín hiệu điều khiển từ PLC role ở chế độ thường đóng là lúc động cơ khơng hoạt động và phanh động cơ đóng. Khi có tín hiệu thì role chuyển sang chế độ thường mở và lúc đó phanh động cơ sẽ mở ra và động cơ hoạt động.
Biến tần 3G3JV: Là biến tần điều khiển hoạt động của động cơ 1. Với các cổng L1, L2 nối với nguồn điện 220V, U V W nối với 3 pha của động cơ 1. B2 và B6 nối với role 1 để điều khiển động cơ 1.
Nguồn điện 220 cấp cho các thiết bị PLC, biến tần, bộ đổi nguồn 24VDC thông qua một cầu nối điện. Nguồn 24 VDC cấp cho role, cảm biến từ.
3.3.2 Thiết kế mạch điều khiển tịnh tiến đầu hàn
Hệ thống điều khiển tịnh tiến đầu hàn gồm các bộ phận sau + Bộđiều khiển lập trình PLC
+ Một động cơ khơng đồng bộ ba pha 220V
+ Một biến tần điều khiển chuyển động của động cơ + Một rơle 4 cặp tiếp điểm để đóng mởphanh động cơ + Một bộ nguồn điện 24VDC
51
+ Một cầu nối + Một Encoder
Các đầu vào 02, 03 nối với Encoder gắn trên phía đầu trục vít để nhận tín hiệu. Khi trục vít quay sẽ làm cho encoder phát ra các tín hiệu xong và các tín hiệu hày sẽ được truyền về PLC xử lý. Đầu ra 01 được nối với role để điều khiển đóng/ngắt cho role. Bốn chân của role được nối với phanh của động cơ và biến tần điều khiển động cơ hoạt động. Khi khơng có tín hiệu điều khiển từ PLC role ở chế độ thường đóng là lúc động cơ khơng hoạt động và phanh động cơ đóng. Khi có tín hiệu thì role chuyển sang chế độ thường mở và lúc đó phanh động cơ sẽ mở ra và động cơ hoạt động.
Biến tần 3G3JV: Là biến tần điều khiển hoạt động của động cơ 2. Với các cổng L1, L2 nối với nguồn điện 220V, U V W nối với 3 pha của động cơ 1. B2 và B6 nối với role 1 để điều khiển động cơ 2.
3.3.3 Thiết kế mạch nâng hạ đầu hàn
Mạch điều khiển nâng hạđầu hàn gồm các bộ phận sau: + Bộđiều khiển lập trình PLC
+ Một nguồn điện 24V
+ Một role loại 4 cặp tiếp điểm + 2 van điện từ SF 1101
Hai cực của van điện từ được nối với nguồn điện 24V qua role 4 chân. Nguồn 24V được nối với PLC. PLC sẽ điều khiển sự lên xuống của đầu mỏ hàn thông qua sự làm việc của một trong hai hệ thống quay phôi hoạc tịnh tiến đầu hàn.
Ở chế độ quay phôi tức là hàn theo biên dạng tròn. Khi động cơ điền khiển phôi bắt đầu hoạt động van điện từ A ở phía trên xylanh sẽ mở và đẩy pitong trong xylanh đi xuống đồng thời đẩy đầu hàn được gắn trên pitong đi xuống theo. Khi phôi ngừng quay van A sẽđóng lại đồng thời mở van B ởphía dưới để đẩy đầu mỏ hàn lên và kết thúc chếđộ hàn. Ở chếđộ hàn tịnh tiến các van cũng hoạt động tương tự.
52
KẾT LUẬN CHƯƠNG III
Trong chương 3 tác giả đã nghiên cứu, phân tích, tính tốn và trình và được các vấn đề sau:
Nghiên cứu, phân tích và lựa chọn được phương án thiết kế hệ thống điều khiển đồ gá hàn một trục quay. Trong đó đồ gá hàn một trục quay được điều khiển bởi hệ thống điều khiển chuyển động quay phôi, hệ thống điều khiển chuyển động tịnh tiến đầu hàn, hệ thống điều khiển nâng hạ đầu hàn.
Nghiên cứu, phân tích và lựa chọn các thiết bị trong hệ thống điều khiển đồ gá hàn. Trong đó tác giả chọn sử dụng bộ điều khiển lập trình PLC CPM2A, biến tần 3G3JV,cảm biến từ, encoder và các thiết bị khác.
Nghiên cứu, phân tích, thiết kế bảng điều khiển đồ gá hàn khi điều khiển tay. Trong đó bảng bao gồm các cơng tắc: Start, Stop, quay thuận chiều kim đồng hồ, quay ngược chiều kim đồng hồ, tịnh tiến mỏ hàn ra xa mâm cặp, tịnh tiến mỏ hàn về gần mâm cặp, nâng mỏ hàn, hạ mỏ hàn, nút dừng khẩn cấp (EMG), nút chế độ có hai chế độ là điều khiển tự động(Auto) và điều khiển bằng tay (MAN).
Nghiên cứu, phân tích, thiết kế mạch điều khiển chuyển động quay phôi, chuyển động tịnh tiến đầu hàn, chuyển động nâng hạ đầu hàn.Trong đó dùng biến tần để điều khiển tốcđộ quay của mâm cặp và tốc độ di chuyển tịnh tiến mỏ hàn.
53
Chương IV. XÂY DỰNG THUẬT TỐN, VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ KẾT NỐI VỚI HỆ THỐNG HÀN TỰĐỘNG