Chương 3. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG
3.2. Thiết kế phần cứng
3.2.2. Các thiết bị điện cho hệ thống
Hình 3.2 PLC S7 – 1200 CPU 1214 DC/DC/DC.
Thông số kỹ thuật:
Nguồn cấp : 24VDC.
Số chân ngõ vào DI :14 .
Số chân ngõ ra DQ : 10 . Sỗ chân vào AI : 2.
Version : 4.1.
3.2.2.2. Nguồn tổ ong
Hình 3.3 Nguồn tổ ong
Mô tả : Chỉnh lưu từ lưới điện xoay chiều thành điện 1 chiều cung cấp cho các thiết bị điện tử. Dùng trong các mạch ổn áp , cung cấp dòng áp đủ tranh trường hợp sụt áp, dòng ảnh hưởng tới mạch. Hiệu quả cao, giá thành thấp , độ tin cậy cao. Cung cấp dòng điện chuẩn thông số kỹ thuật
Chức năng trong mô hình : cấp nguồn 24VDC cho hệ thống.
Thông số kỹ thuật : + Điện Áp Đầu Vào: AC 220V ( Chân L và N )
+ Điện Áp Đầu Ra: DC 24V 5A (Chân dương V+ , Chân Mass-GND : V-)
+ Công Suất: 120W + Điện áp ra điều chỉnh: +/-10%
+ Phạm vi điện áp đầu vào: 85 ~ 132VAC / 180 ~ 264VAC + Dòng vào: 2.6a / 115V 1.3a / 230V
+ Rò rỉ: <1mA / 240VAC + Bảo vệ quá tải Bảo vệ quá áp Bảo vệ nhiệt độ cao + Khả năng chống sốc: 10 ~ 500Hz, 2G 10min. / 1 chu kỳ, thời kỳ cho
60 phút mỗi trục
+ Nhiệt độ hoạt động và độ ẩm: -10 ℃ ~ + 60 ℃, 20% ~ 90% RH + Nhiệt độ bảo quản, nhiệt độ: -20 ℃ ~ + 85 ℃, 10% ~ 95RH + Kích thước: 199 * 98 * 38mm
+ Trọng lượng: 0.52Kgs
3.2.2.3. Nút nhấn
Hình 3.4 Nút nhấn
Mô tả: được dùng để đóng cắt mạch điện, nút nhấn đề được sử dụng chủ yếu trong các thiết bị hàn, khoan... Giúp cho việc đóng cắt mạch điện nhanh chóng và dễ dàng.
Chức năng trong mô hình: Khởi động và dừng mô hình.
Thông số kỹ thuật : Chất liệu: Nhựa Chiều dài của nút nhấn (chưa tính chân): 30mm
Đường kính nút bấm :15mm
Màu sắc: xanh lá, đỏ, vàng Kiểu nút: Nhấn
Số chân: 4 chân Điện áp cung cấp: 24 VDC Trạng thái: Có đèn
3.2.2.4. Nút dừng khẩn cấp.
Hình 3.5 Nút nhấn khẩn cấp
Mô tả: Là loại nút nhấn được sử dụng dừng máy trong các trường hợp khẩn cấp, nhờ thiết kế đầu nút lớn, trong trường hợp khẩn cấp có thể tác động dễ dàng, khi bị tác động thì nút nhấn khẩn cấp duy trì trạng thái, muốn trở lại ban đầu thì phải xoay nút nhấn.
Chức năng trong mô hình: ngừng hệ thống trong trường hợp khẩn cấp Thông số kỹ thuật :
- Chất liệu: Nhựa - Chiều dài của nút nhấn (chưa tính chân): 30mm - Đường kính nút bấm:15mm
- Màu sắc: Đỏ - Kiểu nút: Nhấn 2 - Số chân: 4 chân - Điện áp cung cấp: 24 VDC
3.2.2.5. APTOMAT
Hình 3.6 Aptomat
Aptomat MCCB 3P 250A 25KA 415VAC Panasonic BBW3250KY nổi bật với
tính năng chống tải, chống ngắn mạch, chống rò dòng tốt. Aptomat được làm từ vật liệu nhựa tổng hợp cao cấp có tính cách điện và chịu nhiệt tốt nhất. Ứng dụng của MCCB 3P 250A 25KA 415VAC Panasonic BBW3250KY được sử dụng ở rất nhiều các công trình lớn: các khu công nghiệp, trung tâm thương mại, những nơi cần sự an toàn về thiết bị điện cao.
3.2.2.6. Rơ le.
Hình 3.7 Rơ le.
Mô tả: Rơ le (relay) là một công tắc có thể chuyển đổi hoạt động bằng điện. Nói nó là một công tắc vì rơ le có 2 trạng thái ON và OFF. Rơ le ở trạng thái ON hay OFF phụ
thuộc vào việc đấu nối của chúng ta.
- Chức năng trong mô hình : Đóng/cắt động cơ, van, đèn, xylanh. - Thông số kỹ thuật :
Kích thước : 27mm x 21mm x 35mm.
Nhiệt độ : -25℃ - 55℃.
Điện áp :
24VDC. Số
chân :8 chân.
Trọng lượng : 40g.
Số lần đóng cắt : 100.000 lần
3.2.2.7. PC Camera
Camera công nghiệp là các camera được ứng dụng trong các cơ quan, nhà máy, xí nghiệp dùng để giám sát hoạt động. Ví dụ giám sát các giai đoạn sản xuất tự động với mục đích phân loại và đo lường sản phẩm, kiểm tra sản phẩm tự động, điều hướng robot, quét mã vạch, … mà không cần tiếp xúc.
Camera công nghiệp là một loại camera đặc biệt được sản xuất để làm việc trong các điều kiện khắc nghiệt (nhiệt độ cao, áp suất và rung động). Chúng được sử dụng để theo dõi các sản phẩm trên băng tải, phát hiện các lỗi siêu nhỏ, … Do đó, nhìn chung, phạm vi của chúng gần như vô hạn.
Hình 3.8 Camera công nghiệp
❖ Đặc điểm : - Độ bền cao: Vì phải làm việc trong môi trường khắc nghiệt nên độ chắc chắn
của nó phải cực kì cao để bảo vệ các cơ cấu bên trong khỏi độ ẩm, bụi, khí độc hại và các yếu tố môi trường khác.
- Độ chính xác: Máy ảnh công nghiệp có thể chụp ảnhvới độ phân giải lên đến 150 triệu pixel. Tuy nhiên, có thể tìm thấy thiết bị có thông số cao hơn nữa, ví dụ như VN-25MX với độ phân giải siêu cao 225MP hoặc VN-200MX với 427MP.
❖ Ứng dụng rộng rãi trong các ngành:
- Thị giác máy
- Điều khiển giao thông
- Y học
- Khoa học
- Sản xuất và chế tạo
- Hệ thống an ninh trong đời sống hàng ngày
❖ Ứng dụng trong sản xuất:
- Nhận diện, kiểm tra ngoại dạng sản xuất
- Đo lường, kiểm tra kích thước sản phẩm không cần tiếp xúc
- Kiểm tra kí tự quang học
- Kiểm tra mã vạch sản phẩm
3.2.2.8. Động cơ giảm tốc
Hình 3.9 Động cơ giảm tốc
Động cơ giảm tốc là loại động cơ được kết hợp giữa động cơ điện và hộp giảm tốc, động cơ này có tốc độ chậm hơn nhiều so với động cơ thông thường nhằm tạo ra lực kéo mạnh mẽ với tốc độ thấp để kéo băng tải.
❖ Thông số đã cho:
- Tổng tải trọng là 15kg(10kg dây băng tải,5kg hàng)
- Hệ số ma sát là μ = 0,15
- Hệ số ma sát con lăn Ƞ1 = 0,95
- Hệ số ma sát hộp giảm tốc Ƞ2 = 0,9
- Đường kính con lăn là D= 90mm
- Tốc độ V = 150mm/s
❖ Tính chọn động cơ:
- Tốc độ vòng quay con lăn: 𝑉∗60
𝐷∗𝜋 = 150∗6090∗𝜋 = 31,8(v/p)
- Tốc độ quay của hộp số n =1450v/p đối với động cơ thông thường
- Hệ số truyền động: i = 1450
31,8 = 45,5 - Moment của con lăn: M1=
𝜇∗𝑊∗𝐷
2
Ƞ1 = 0,15∗15∗
90,10^−3 2
0,95 = 0.106(Nm)
- Moment của đầu hộp số: M2 = 𝑀1∗𝑖
Ƞ2 = 0,106∗45,5
0,9∗2 = 10,7 (Nm)
- Công của động cơ: P = 𝑀2∗𝑛
9550 = 10,7∗1450
9550 = 1,6(kW)
❖ Ta chọn động cơ giảm tốc có công suất khoảng 1.6kW với hệ số truyền động là 45, tần số sử dụng 50Hz/60Hz, điện áp 3 pha 220V/380V.
3.2.2.9. Cảm biến
Hình 3.10 Cảm biến hồng ngoại PNP
Cảm Biến Tiệm Cận Hồng Ngoại E3F-DS30P1 PNP Vàng dùng ánh
sáng hồng ngoại để xác định khoảng cách tới vật cản cho độ phản hồi nhanh.
Ngõ ra cảm biến dạng PNP khi không có vật cản ngõ ra ở mức thấp, khi có vật cản ngõ ra ở mức cao.
Ngoài ra, cảm biến có thể chỉnh khoảng cách nhận mong muốn thông qua biến trở được tích hợp trên mạch.
Chức năng trong mô hình : Phát hiện vật Thông số kỹ thuật:
+ Nguồn điện cung cấp: DC6~36V + Khoảng cách phát hiện: 10~30cm.
+ Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở.
+ Dòng kích ngõ ra: 300mA.
+ Ngõ ra dạng
PNP + Chất liệu sản phẩm: nhựa.
+ Sơ đồ chân:
Nâu: +6V
Xanh: 0V Đen: Tín hiệu ngõ ra
+ Kích thước: 70 x 24mm
3.2.2.10. Van điện từ
Hình 3.11 Van điện từ.
Mô tả: Van điện từ khí nén AIRTAC 4V210-08 là loại van khí nén 5/2 có 5 cổng 2 vị trí và 1 đầu coil điện, kích hoạt và điều khiển bằng điện Chức năng trong mô hình: Điều khiển xi lanh khí nén Thông số kỹ thuật:
+ Kớch thước cổng: ẳ (ren 13mm).
+ kích thước cổng xả: 1/8″ (ren 9.6).
+ Áp suất hoạt động: 0.15 – 0.8 MPa.
+ Loại van hơi 5 cửa 2 vị trí. (1 đầu coil điện) + Hãng sản xuất: AIRTAC (Đài Loan)
+ Dòng series 4V200 có 3 loại như sau:
+ Nhiệt độ hoạt động: -20~70oC.
3.2.2.11. Xi lanh khí nén.
Hình 3.12 Xi lanh khí nén
– Dạng xi lanh đế vuông tiêu chuẩn, thanh đơn, tác động kép ( 2 chiều ) – Bộ đệm có thể điều chỉnh giúp xi lanh hoạt động trơn tru và ổn định – Cấu trúc chuẩn xác, kín khít, có chức năng dự trữ dầu mỡ bôi trơn – Đáp ứng vận hành đòi hỏi độ chuẩn xác cao
– Khả năng chịu nhiệt lên đến 150ºC, đảm bảo hoạt động bình thường của xi lanh – khả năng chịu được áp lực lớn, độ bền cao
– Hoạt động hiệu quả, ổn định trong thời gian dài – Đạt tiêu chuẩn chất lượng, ISO 15552
– Thương hiệu AIRTAC
3.2.2.12. Băng chuyền.
Hình 3.13 Băng chuyền
❖ Thông số kĩ thuật
- Chất liệu dây belt: nhựa PVC tổng hợp
- Chiều dài: 5m
- Chiều rộng: 250mm
- Chiều cao: 800mm
- Chân đế: 8 chân
- Con lăn: 2 con, đường kính D = 90mm
- Tốc độ: 15m/phút = 180mm/s