CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
I: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN
1.3 Lựa chọn thiết cho hệ thống
Nhóm chọn PLC S7-1200 1214C DC/DC/DC của hãng Siemen. Hệ thống của nhóm có tất cả 11 ngõ vào DI, 8 ngõ ra DO. Trong khi S7-1200 1214C DC/DC/DC có 14DI, 10DO có thể nói là đáp ứng yêu cầu của nhóm, đồng thời với thiết kế nhỏ gọn, phần mềm lập trình Tia Protal dễ sử dụng cùng với khả năng mở rộng IO, giao diện thiết kế SCADA với kho thư viện phong phú nên đây là lựa chọn tốt nhất.
42
SVTH: Lê Văn Quân GVHD: Nguyễn Thị Ái Lành Hoàng Văn Tuấn
Hình 29.PLC S7-1200 1214C DC/DC/DC
Chức năng CPU 1214C DC/DC/DC
I/O tích hợp cục bộ:
Kiểu số
Kiểu tương tự 14 ngõ vào/10 ngõ ra
2 ngõ vào/2 ngõ ra Bộ nhớ work memory
Bộ nhớ woad memory
100KB 4MB
Độ mở rộng các modul tín hiệu 8
Các modul truyền thông 3 (mở rộng về bên trái) Các bộ đếm tốc độ cao:
Đơn pha Vuông pha
6
3 tại 100 kHz, 3 tại 30 kHz 3 tại 80 kHz, 3 tại 20 kHzv
Các ngõ ra xung 2
PROFINET 2 cổng truyền Ethernet
Hình 30. Catalog S7-1200 1214C DC/DC/DC 1.3.2 Khối nguồn
- Động cơ băng tải, động cơ đóng nắp dùng nguồn 24VDC, dòng điện tiêu thụ lên tới 2A - Cảm biến tiệm cận sử dụng điện áp từ 6 – 36 VD, dòng tiêu thụ tối đa 300mA
- Cảm biến quang sử dụng điện áp từ 6 – 36 VD, dòng tiêu thụ tối đa 35mA
- PLC S7-1200 1214C DC/DC/DC sử dụng điện áp 24VDC, dòng điện tiêu thụ tối đa 1500mA - Hệ thống điều khiển khí nén, relay trung gian sử dụng điện áp 24 VDC
=> Với những thông số kĩ thuật trên nhóm quyết định chọn nguồn cung cấp cho cả hệ thống là nguồn tổ ong 24VDC – 5A
43
SVTH: Lê Văn Quân GVHD: Nguyễn Thị Ái Lành
Hình 31. Nguồn tổ ong
Điện áp đầu vào AC 220V
Điện áp đầu ra DC 24V 5A
Công suất 120
Kích thước 199x98x38, 0,52Kgs
Hình 32. Thông số kĩ thuật
*Đối với động cơ bơm nước nhóm em dùng nguồn 12VDC, 3A
Hình 33. Nguồn 12VDC-3A
Điện áp đầu vào 100V-240V
Điện áp đầu ra 12V-3A
Tổng chiều dài 1m5
Giắc cấm đầu ra DC 5,5 x 2,5mm (phù hợp với 5,5 x 2,1mm) Hình 34. Thông số kĩ thuật
44
SVTH: Lê Văn Quân GVHD: Nguyễn Thị Ái Lành Hoàng Văn Tuấn
1.3.3 Khối nút nhấn
Nút nhấn được sử dụng để đóng mạch điện trong mạch điện áp thấp. Thông thường nút nhấn mở được sử dụng để điều khiển hệ thống.
Hình 35. Nút nhấn Nút nhấn nhựa không đèn (Nhấn nhả)
Số tiếp điểm 1NO + 1NC
Số điện áp hoạt động AC/DC 230,380
Điện trở tiếp xúc <50mΩ
Hình 36. Thông số kĩ thuật 1.3.4 Thiết bị đóng ngắt relay
Công dụng: Tiếp điểm bật/tắt gồm 3 tiếp điểm NC (thường đóng), NO (thường mở) và COM (chân chung) cách ly hoàn toàn với bảng mạch chính. Ở trạng thái bình thường, NC sẽ được kết nối với COM khi không được kích hoạt. Trạng thái kích hoạt COM sẽ chuyển sang kết nối NO và mất kết nối với NC.
45
SVTH: Lê Văn Quân GVHD: Nguyễn Thị Ái Lành
Hình 37. Relay thực tế
Điện áp cuộn Coli 24VDC
Dòng điện 5A
Số cặp tiếp điểm 4 cặp
Đèn báo Có
Hình 38. Thông số kĩ thuật 1.3.5 Khối chiết rót
Động cơ bơm 12VDC phù hợp với chai sữa Nuti Food 297ml của dây chuyền sản xuất, với tốc độ dòng chảy 5L / phút. Động cơ mất 6 giây để bơm 297ml.
46
SVTH: Lê Văn Quân GVHD: Nguyễn Thị Ái Lành Hoàng Văn Tuấn
Hình 39. Động cơ bơm
Điện áp 12VDC
Áp suất 0,6Mpa
Tự hút cao 1m5
Đẩy cao 20m
Công tắt áp lực tự động Có
Lưu lượng 5L/Phút
Trọng lượng 0,6Kg
Ống vào ra 10mm
Hình 40. Thông số kĩ thuật 1.3.6 Khối đóng nắp chai
a) Động cơ vặn nắp chai
Nhóm của tôi đã tính toán ở trên: Bằng cách sử dụng động cơ 24VDC, thời gian cần thiết để nắp chai được siết chặt chỉ bằng một nửa thời gian cần thiết để bơm nước, vừa nhanh vừa rẻ.
47
SVTH: Lê Văn Quân GVHD: Nguyễn Thị Ái Lành
Hình 41. Động cơ vặn nắp
Công suất 20W
Tốc độ không tải 600rpm
Momen định mức 8,5kg.cm
Chiều dài hộp số 23,5mm
Kích thước trục 6mm
Chiều dài trục 27mm
Dòng điện làm việc 3A
Hình 42. Thông số kĩ thuật b) Xi lanh
Yêu cầu đặt ra: đóng nắp chính xác, tránh trường hợp nắp trật rãnh, chiều dài hành trình 5cm .
Hình 43.Xi lanh
48
SVTH: Lê Văn Quân GVHD: Nguyễn Thị Ái Lành Hoàng Văn Tuấn
Kích thước cổng ren 5mm
Áp suất 0,15 – 1Mpa
Nhiệt độ -20 – 70 độ C
Hành trình 5cm
Hình 44. Thông số kĩ thuật c) Van khí nén
- Dúng van 5/2
Hình 45. Van khí nén
Kích thước cổng ren 13mm
Kích thước cổng xả ren 9,6mm
Áp suất 0,15 – 0,8 Mpa
Nhiệt độ -20 – 70 độ C
Hình 46. Thông số kĩ thuật 1.3.7 Khối cảm biến
a) Cảm biến quang
Dùng ánh sáng hồng ngoại để phát hiện vật cản với độ phản hồi nhanh để xác định chai và đếm sản phẩm.
49
SVTH: Lê Văn Quân GVHD: Nguyễn Thị Ái Lành
Hình 47. Cảm biến quang
Khoảng cách phát hiên 10 – 30cm
Điện áp làm việc 6 – 36VDC
Dạng tín hiệu ra PNP
Môi trường làm việc -40 – 70 độ C
Hình 48. Thông số kĩ thuật b) Cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận điện từ: có cấu tạo bao gồm một cuộn dây được quấn quanh một lõi từ ở đầu cảm ứng. Sóng cao tần đi qua lõi dây này sẽ tạo ra một trường điện từ dao động quanh nó. Khi một vật di chuyển về phía trường này, sẽ tạo ra dòng điện xoáy trong vật. Những dò ng điện này sẽ làm cho độ mạnh của từ trường giảm đi.
Hình 49. Cảm biến tiệm cận
50
SVTH: Lê Văn Quân GVHD: Nguyễn Thị Ái Lành Hoàng Văn Tuấn
Khoảng cách phát hiên 4mm
Điện áp làm việc 6 – 36VDC
Dạng tín hiệu ra NPN
Môi trường làm việc -40 – 70 độ C
Hình 50. Thông số kĩ thuật 1.3.8 Khối mâm xoay
Dùng động cơ bước và Step TB 6600: Để mâm xoay đúng 90 độ nhóm em chọn servo làm động cơ khối mâm xoay. Động cơ STEP57
Kích thước 57x57x56mm
Đường kính trục 6,35 mm
Bước 1.8°
Phase 2
Điện áp 2,5V, 2aA
Momen 1.6NMm
Hình 52. Thông số kĩ thuật
51
SVTH: Lê Văn Quân GVHD: Nguyễn Thị Ái Lành Hình 51. Động cơ bước+Step TB600
Điện áp 9-42VDC