- Ở các trạm còn lại hầu như chỉ có 1 xy lanh thực hiện một nhiệm vụ duy nhất nên em xin phép sẽ khơng trình bày thêm.
4.2.2 Thiết kế hệ thống điều khiển điện
Như đã trình bày ở phần thiết kế cơ khí, ngồi các xy lanh khí nén thì em cịn sử dụng các phần tử điện khác như DC servo, RC Servo, các cơng tắc hành tình và ngồi ra để có thể dễ dàng điều khiển xy lanh khí nén thì em cịn sử dụng thêm các van solenoid điện từ.
Với DC servo, đầu tiên xét đến mâm xoay, yêu cầu của mâm xoay là khi xoay chạm đến cơng tắc hành trình đặt ở mỗi trạm thì dừng lại một thời gian T (giây) rồi sau đó tiếp tục xoay q trình này lặp đi lặp lại cho tới khi hết khn làm bánh có mặt trên khay thì dừng lại. Với u cầu đã đặt ra ở trên, kết hợp với mục tiêu đã đặt ra ở phần trên là cứ 30 giây sẽ cho ra lị 1 phần bánh. Sau khi tính tốn trên lí thuyết em quyết định thiết kế điều khiển cho trạm mâm xoay như sau: Khi có tín hiệu từ bảng điều khiển của hệ thống, mâm xoay sẽ xoay cho đến khi chạm cơng tắc hành trình tại mỗi
33
trạm bất kì thì dừng lại, thời gian dừng lại đúng bằng sản lượng (theo cái) trừ cho thời gian chuyển động của mâm xoay kể từ khi hoạt động đến khi chạm cơng tắc hành trình đặt ở mỗi trạm. Ở đây để dễ dàng thiết kế điều khiển em chọn thời gian chờ mỗi trạm là 28 giây và thời gian xoay sẽ phụ thuộc vào tốc độ quay của động cơ (thời gian này sẽ được hiệu chỉnh ở các bước thực nghiệm sau này).
Với động cơ ở khâu cấp bột: yêu cầu là cung cấp moment xoắn làm xoay trục quay đánh tơi bột và đẩy bột về hai phía. Về phần đánh tơi bột và đẩy bột về hai phía của mỗi hộp đã được giải quyết trong khâu thiết kế cơ khí ở trên nên em sẽ khơng đề cập ở đây. Do bột ở dạng lỏng sánh nên tại khâu sẽ không cần một động cơ với công suất quá lớn, thế nên em sẽ tiếp tục sử dụng động cơ giống với động cơ có ở mâm xoay. Bột làm bánh là bột đã được nấu cho sánh từ trước đó và lại được pha thêm bột năng nên nếu để lâu ngồi mơi trường mà khơng có tác động bột sẽ khơ lại gây khó khăn cho việc hoạt động của máy do đó khi thiết kế chúng em quyết định sẽ cho động cơ ở khâu cấp bột sẽ được quay từ khi có tín hiệu bắt đầu cho tới khi tín hiệu kết thúc được đặt.
Với động cơ ở khâu cấp nhân: yêu cầu cũng tương tự như ở khâu cấp bột. Do đó em cũng chọn động cơ tương tự và cũng cho động cơ quay từ khi có tín hiệu bắt đầu cho tới khi tín hiệu kết thúc được đặt.
4.3 Các thiết bị điện sử dụng trong hệ thống 4.3.1 PLC MISUBISHI FX2N – 80MR. 4.3.1 PLC MISUBISHI FX2N – 80MR.
34 Tốc độ xử lý:
Basic instructions: 0.08μs.
Applied instructions: 1.52 to several 100μs.
Bộ nhớ chương trình: 8k step RAM – build into the unit. Ngõ vào: 40
Ngõ vào DC Sink/Source (0V / 24VDC).
Điện áp hoạt động: 24VDC +/- 20%.
Thiết kế cách ly: giữa ngõ vào và nguồn cấp PLC.
Ngõ ra: 40
Relay, 2A 250VAC / 30VDC trên mỗi điểm. Tổng tải mỗi COM tối đa 8A.
Cổng giao tiếp
Cổng tròn 8 chân RS – 422 , download/Upload chương trình hoặc kết nối với HMI.
Nguồn cấp: 85-264VAC 50/60Hz. Nguồn ra phụ 24VDC: max 250mA.
Khả năng mở rộng I/O: max 248 inpút X0-X367, max 248 output Y0-Y367. Chức năng thời gian thực: theo ngày, tháng, năm, giờ, phút, giây và theo tuần. Hỗ trợ xử lý hàm số thực: 32 bits .
Hỗ trợ mạnh tính tốn: Sử dụng vi xử lý 32bit, Floating Point (số thực), Square Root and Trigonometric Instruction for situations requiring high function mathematics (Giải nghiệm căn bậc hai và các hàm lượng giác cho các tình huống địi hỏi tính tốn tốn học bậc cao).
35
Timers (T): 100msec (200 points); 10msec (points); 1msec retentive (4 points); 100msec retentive (6 points).
Counters (C): 100 bộ đếm 16-bit, 100 bộ chốt 16-bit, 35 bộ đếm 320bit và 15 bộ chốt 32bit
High speed counters (HSC):
1 phase:
o 60kHz/Hardware High Speed Counters (C235/C236/C246).
o 10kHz/ Software High Speed Counters (C237 đến C245, C247 đến C250).
2 phase:
o 30kHz/Hardware High Speed Counters (C251).
o 5kHz/Software High Speed Counters (C252 đến 255).
4.3.2. Arduino Mega
Vi điều khiển chính: ATmega2560
IC nạp và giao tiếp UART: ATmega16U2.
Nguồn ni mạch: 5VDC từ cổng USB hoặc nguồn ngồi cắm từ giắc tròn DC Số chân Digital I/O: 54 (trong đó có 15 chân có khả năng xuất xung PƯN Số chân Analog Input: 16.
Dòng điện DC Current trên mỗi chân I/O: 20mA. Dòng điện DC Current chân 3.3V: 50mA.
Flash Memory: 256KB trong đó có 8KB sử dụng cho bootloader.
SRAM: 8KB. EEPROM: 4KB.
36 Clock Speed:16 MHz.
LED_BUILDIN: 13.
Kích thước 101.52 x 53.3 mm.
4.3.3. Van Solenoid 5 cửa 2 vị trí Airtac.
Van điện từ khí nén AIRTAC 4V120-06 là loại van khí nén 5/2 có 5 cổng 2 vị trí và 2 đầu coil điện, loại này được kích hoạt và điều khiển bằng điện, thường được dùng để điều khiển xi lanh khí nén.
Thơng số kỹ thuật:
Kích thước cổng: ren 9,6 (1/8”).
Kích thước cổng xả ren: ren 9,6 (1/8”).
Áp suất hoạt động: 0.15 – 0.8 MPa.
Loại van hơi 5 cửa 2 vị trí.
Nhiệt độ hoạt động: -20~70oC.
4.4 Giải thuật điều khiển và chương trình điều khiển PLC. 4.4.1 Chương trình điều khiển PLC
38