CHƯƠNG III .THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
3.1. Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống điều khiển
3.1.1 Lý do sử dụng bộ điều khiển khả lập trình PLC
- Sơ đồđộng học đồ gá một trục quay: bao gồm các bộ phận: 1. Thân đồ gá
2. Động cơ quay phôi
3. Động cơ tịnh tiến đầu hàn 4. Hệ thống nâng hạđầu hàn 5. Encoder
6. Cảm biến từ
Hình 3-2. Sơ đồ động học đồ gá hàn một trục quay
34
- Chọn bộđiều khiển trung tâm (PLC)
Trong cơng nghiệp u cầu tự động hóa ngày càng tăng, địi hỏi kỹ thuật điều khiển phải đáp ứng được nhu cầu đó. Để giải quyết được nhiệm vụ điều khiển người ta có thể thực hiện bằng Rơle, khởi động từ hoặc thực hiện bằng chương trình nhớ như: PLC hay vi điều khiển. Vì hệ điều khiển bằng rơle thì khối lượng công tắc tơ và tiếp điểm là khá lớn nên rất cồng kềnh và phức tạp. Vậy nên, ta chọn hệ thống điều khiển bằng chương trình nhớ vì chương trình nhớ khắc phục được những nhược điểm của hệ thống điều khiển bằng Rơle và nó có những ưu điểm hơn hẳn so với hệ điều khiển Rơle:
+ Hệđơn giản, dễ vận hành, độ nhạy cao + Kích thước và khối lượng nhỏ
+ Đóng mở an tồn và tin cậy, khơng phát sinh hồ quang + Chịu được tần sốđóng ngắt lớn
+ Tuổi thọ cao
Vì điều khiển hiện nay cũng được sử dụng rất rộng rãi. Nhưng do vì điều khiển có những nhược điểm như: chạy thiếu tính ổn định, tuổi thọ thường thấp nên ít được sử dụng vào hệ thống điều khiển trong công nghiệp
Hiện nay trong công nghiệp người ta thường sử dụng PLC cho tự động hóa vì PLC có những ưu điểm sau:
+ Thời gian lắp đặt ngắn
+ Dễdàng thay đổi thiết kế mà không gây tổn thất
PC Điều khiển PLC Cảm biến từ Biến tần Động cơ Encoder
35
+ Dễdàng thay đổi thiết kế bằng phần mềm + Ứng dụng điều khiển phạm vi rộng
+ Dễ dàng bảo trì bảo hành nhờ khẳnăng tín hiệu hóa và lưu trữ mã lỗi + Độ tin cậy cao
+ Chuẩn hóa được phần cứng
+ Thích ứng với mơi trường khắc nhiệt + Thích ứng với sản xuất linh hoạt + Kích thước nhỏ
+ Tuổi thọ cao
Vì vậy, trong đề tài tác giả chọn bộ điều khiển khả lập trình PLC cho hệ thống điều khiển đồ gá một trục quay. Ởđây sử dụng PLC CPM2A của Omron làm bộđiều khiển trung tâm cho hệ thống.
- Chọn động cơ
Động cơ được các hãng sản xuất đồ gá quay một trục trên thế giới sử dụng toàn bộlà động cơ servo. Vì động cơ servo có những ưu điểm như: Nếu tải đặt vào
động cơ tăng, bộ điều khiển sẽ tăng dòng tới cuộn dây động cơ giúp tiếp tục quay.
Tránh hiện tượng trượt bước như trong động cơ bước, phương pháp điều khiển là
vịng kín (có encoder) có thể hoạt động ở tốc độcao. Nhưng giá thành của động cơ
servo lại rất cao, mạch điều khiển phức tạp thông thường người sử dụng phải đi mua
mạch từ các nhà sản xuất. Vì vậy, nếu dùng động cơ servo để chế tạo đồ gá quay hai
trục thì giá một chiếc đồ gá sẽ rất cao.
Vậy nên, chúng ta sẽ chọn phương án sử dụng động cơ không đồng bộ 3
pha/220V để chế tạo đồ gá, vì động cơ khơng đồng bộ 3 pha có giá thành rẻ hơn
động cơ servo rất nhiều, có thểđiều khiển chính xác góc quay nhờ cảm biết từ hoặc
encoder, mạch điều khiển đơn giản người sử dụng có thể chế tạo được. Với phương
án này giá thành chế tạo một chiếc đồ gá sẽ giảm đi rất nhiều sẽ phù hợp với thị
trường Việt Nam hiện nay hơn.
36
Ta sử dụng biến tần làm khối chấp hành. Biến tần sẽ nhận tín hiệu từ PLC và
điều khiển chuyển động của các động cơ. Ởđây, ta sử dụng 2 biết tần điều khiển 2
động cơ. Chọn biến tần 3G3JV làm biến tần điều khiển đồ gá hàn.