Đề tài Ứng dụng plc trong việc điều khiển tự động cho máy xấn tôn tại nhà máy khoá - Minh khai - Hà Nội

Gi¸ trÞ hiÖn t¹i PV cña Counter tèc ®é cao D & D +1 002 Tr¹ng th¸i cña Counter tèc ®é cao hay xuÊt xung D 003 D·y kÕt qu¶ so s¸nh D 4.3.30 LÖnh Root (72) – Squre Root ( C¨n bËc hai). KÝ hiÖu dïng trong ch­¬ng tr×nh thang: Trong ®ã: Sq: lµ word nguån ®Çu; R: lµ word kÕt qu¶ DM6144 tíi DM6655 kh«ng ®­îc dïng trong R. Khi tr¹ng th¸i cña ngâ vµo lµ OFF lÖnh ROOT(72) kh«ng thùc hiÖn, khi tr¹ng th¸i cña ngâ vµo lµ ON lÖnh ROOT(72) sÏ khai c¨n cña Sq råi cÊt kÕt qu¶ trong R. VÝ du: VÝ dô trªn m« t¶ sù khai c¨n cña mét sè 8 sè, kÕt qu¶ cña nã lµ mét sè 4 sè vµ ®­îc lµm trßn. Do: = 7953.0221 Nªn kÕt qu¶ ®­îc lµm trßn lµ: 4.3.31 LÖnh END (01). KÝ hiÖu dïng trong ch­¬ng tr×nh thang: LÖnh nµy ®­îc ®Æt ë cuèi ch­¬ng tr×nh, nÕu kh«ng cã lÖnh nµy trong ch­¬ng tr×nh th× toµn bé ch­¬ng tr×nh sÏ kh«ng ®­îc thùc hiÖn. Sau khi PLC gÆp lÖnh nµy th× ch­¬ng tr×nh l¹i ®­îc lÆp l¹i tõ ®Çu chø kh«ng ph¶i hÕt ( hÕt mét chu tr×nh). 4.4 Mét sè lÖnh lËp tr×nh phæ biÕn kh¸c cña OMRON. 4.4.1 Bé ®Þnh thêi TIMER: VÝ dô: Timer cã set value = 100x0.1=10 gi©y. Khi bËt kho¸ CH000.00 lªn, Timer sè 000 sÏ b¾t ®Çu ®Õm thêi gian, khi 10 gi©y tr«i qua, tiÕp ®iÓm cña Timer lµ TIM000 sÏ ®­îc bËt lªn ON vµ lµm ®Çu ra CH010.00 còng ®­îc bËt lªn ON. Timer còng sÏ bÞ reset vÒ gi¸ trÞ ®Æt khi ®Çu vµo 00000 t¾t. Bé Timer nµy cã thêi gian ®­îc l­u trong DM 0000. PLC sÏ lÊy gi¸ trÞ trong DM0000 lµm gi¸ trÞ cµi ®Æt cho Timer. Gi¶ sö néi dung cña DM0000 lµ 150. Khi bËt kho¸ CH000.00 lªn, Timer sè 000 sÏ b¾t ®Çu ®Õm thêi gian, khi ®­îc 15 gi©y (150x0.1=15) tiÕp ®iÓm cña timer lµ TIM 000 ®­îc bËt lªn ON vµ lµm ®Çu ra CH0100.00 còng ®­îc bËt lªn ON. 4.4.2Bé ®Õm COUNTER. Lóc khëi ®Çu gi¸ trÞ hiÖn hµnh cña bé ®Õm ®­îc b¾t ®Çu t¹i SV. Bé ®Õm sÏ gi¶m gi¸ trÞ hiÖn hµnh cña nã (CNT N) ®i mét ®¬n vÞ mçi lÇn cã s­ên lªn ë xung ®Çu vµo CP vµ cê b¸o hoµn thµnh CNT N sÏ bËt lªn gi¸ trÞ hiÖn hµnh cña bé ®Õm gi¶m vÒ 0. Bé ®Õm sÏ bÞ reset vÒ gi¸ trÞ ®Æt SV khi cã s­ên lªn cña ®Çu vµo R. Mçi lÇn bËt kho¸ CH000.00 gi¸ trÞ cña Counter gi¶m ®i mét . khi bËt kho¸ CH000.00 ®ñ 10 lÇn th× cê b¸o CNT000 bËt lªn ON vµ do ®ã còng bËt ®Çu ra CH0101.00 lªn ON. Bé ®Õm sÏ bÞ reset khi bËt switch CH000.01. Më réng kh¶ n¨ng cña bé ®Õm TIMER. Do thêi gian ®Æt tèi ®a cña timer lµ 0.278 giê nªn ®Ó t¨ng thêi gian ®Õm cña timer, ta cã thÓ dïng kÕt hîp víi Counter nh­ sau: VÝ dô: Më réng thêi gian ®Æt lªn 10 giê VÝ dô øng dông cña bé ®Õm: Trong vÝ dô nµy ta sÏ lËp tr×nh PLC cho c«ng ®o¹n ®ãng gãi s¶n phÈm vµo bao b×. §©y lµ c«ng ®o¹n rÊt hay gÆp trong c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt. Trªn h×nh ta thÊy c¸c s¶n phÈm hoµn thiÖn ®­îc b¨ng chuyÒn chuyÓn tíi c¸c thiÕt bÞ ®ãng bao. Cø 5 s¶n phÈm ®ãng vµo mét bao. Cã mét c¶m biÕn quang ®iÖn lµm nhiÖm vô ph¸t hiÖn s¶n phÈm trªn b¨ng chuyÒn vµ göi tÝn hiÖu xung vÒ bé ®Õm trong PLC. Mçi khi ®Õm ®ñ 5 s¶n phÈm, bé ®Õm göi tÝn hiÖu ra cho cuén hót solenoid lµm viÖc. Thêi gian cuén hót lµm viÖc lµ hai gi©y. trong thêi gian cuén hót lµm viÖc, b¨ng truyÒn ngõng ch¹y. Tr­êng hîp nµy, ta cã mét ®Çu vµo duy nhÊt lµ tÝn hiÖu xung tõ c¶m biÕn, ®Æt lµ bit 00.2 ®Çu ra sÏ lµ tÝn hiÖu göi cuén hót, ®Æt lµ 1001, vµ tÝn hiÖu ngõng b¨ng truyÒn ®Æt lµ 1000. Ch­¬ng tr×nh cÇn lËp sÏ nh­ s¬ ®å sau: B×nh th­êng cuén hót kh«ng lµm viÖc, b¨ng truyÒn ch¹y nhê cã tiÕp ®iÓm th­êng ®ãng 1001 ë tr¹ng th¸i OFF. Lóc nµy c¶m biÕn sÏ göi tÝn hiÖu xung vÒ PLC mçi khi cã s¶n phÈm ®i qua vµ ®Çu vµo lóc nµy ®­îc dïng lµm ®Çu vµo ®Õm cña bé ®Õm CNT 0. Khi cã ®ñ 5 s¶n phÈm tiÕp ®iÓm CNT sÏ ®ãng, reset counter vÒ gi¸ trÞ ban ®Çu lµ 5, ®ång thêi göi tÝn hiÖu cho cuén hót vµ timer lµm viÖc trong m¹ch tù gi÷. Lóc nµy b¨ng truyÒn ngõng ch¹y do tiÕp ®iÓm 1001 ng¾t m¹ch ho¹t ®éng cña ®Çu ra 1000. Sau hai gi©y tiÕp ®iÓm TIM001 sÏ ng¾t nguån ho¹t ®éng cña cuén hót vµ b¨ng truyÒn tiÕp tôc ch¹y, lÆp l¹i chu tr×nh. Chó ý: LÖnh END ë cuèi ch­¬ng tr×nh chØ ®¸nh dÊu viÖc kÕt thóc chu tr×nh lµm viÖc hiÖn hµnh cña PLC vµ b¾t ®Çu chu tr×nh míi tõ lÖnh ®Çu tiªn chña ch­¬ng tr×nh. Nã kh«ng cã ý nghÜa lµ ch­¬ng tr×nh sÏ dõng. Ch­¬ng tr×nh chØ dõng khi ta chuyÓn chÕ ®é sang Program Mode hoÆc cã sù cè bªn trong PLC. 4.5 LËp tr×nh b»ng phÇn mÒm SYSWIN trªn m¸y tÝnh. 4.5.1 PhÇn mÒm SYSWIN: SYSWIN lµ mét phÇn mÒm lËp tr×nh cho PLC OMRON d­íi d¹ng Ledder Daigram thùc thô ch¹y trong WINDOW. §Ó cµi ®Æt phÇn mÒm nµy cÇn ®¶m b¶o m¸y tÝnh cã cÊu h×nh tèi thiÓu nh­ sau: Windows 3.1, 3.11 ,Windows95, Windows98 >486 DX50 CPU >8 M Byte Ram >10 MB Free HDD (§Üa cøng trèng) 4.5.2 LËp tr×nh víi SYSWIN chän folder n¬i l­u SYSWIN vµ khëi ®énh ch­¬ng tr×nh VÝ dô: Tõ menu File chän New Project ®Ó t¹o ch­¬ng tr×nh míi PLC Type chän CPM1 CPU chän ALL Series chän C Editor chän Ladder Project Type chän Program Interface chän Serial Communications Bridge chän Option Direct Moden chän Option Local Codding Option chän SYSWIN Way Ta lùa chän c¸c môc trªn ë hép héi tho¹i New Project Setup tiÕp theo lµ Click OK Mµn h×nh sÏ hiÖn ra mét khung lµm viÖc cho ch­¬ng tr×nh d¹ng Ladder Daigram. Dïng chuét di ®Õn thanh c«ng cô ( Drawing Tool ) vµ nhÊn vµo biÓu t­îng tiÕp ®iÓm (Contact) hoÆc nhÊn phÝm F2 ®Ó chän lÖnh nµy. Di chuét ®Õn n¬i cÇn ®Æt tiÕp ®iÓm trªn s¬ ®å vµ nhÊn nót tr¸i chuét. §¸nh vµo ®Þa chØ 000.00 ë « Address vµ nhÊn OK trªn hép tho¹i trªn. Mµn h×nh sÏ hiÖn ra mét network míi víi tiÕp ®iÓm võa nhËp vµ « chän mµu ®en chuyÓn sang vÞ trÝ bªn c¹nh tiÕp ®iÓm nµy. Lµm t­¬ng tù nh­ vËy víi c¸c tiÕp ®iÓm tiÕp theo §¸nh vµo « Address ®Þa chØ 000.01 råi nhÊn OK. TiÕp theo tõ thanh c«ng cô chän lÖnh Output råi di chuét ®Õn vÞ trÝ cÇn ®Æt lÖnh vµ nhÊn nót tr¸i chuét §¸nh vµo « Address ®Þa chØ 010.00 råi nhÊn OK. NhËn lÖnh OR b»ng c¸ch t¹o ra mét tiÕp ®iÓm nèi song song víi tiÕp ®iÓm ®Çu tiªn trªn network. Trªn thanh c«ng cô chän tiÕp ®iÓm contact Vµ ®Æt nã d­íi tiÕp ®iÓm ®Çu tiªn lµ 000.00 Gâ vµo « Address ®Þa chØ 000.02 vµ nhÊn OK. TiÕp theo nèi tiÕp ®iÓm võa t¹o víi tiÕp ®iÓm n»m trªn b»ng c¸ch chän c«ng cô Vertical Short råi nhÊn chuét vµo vÞ trÝ n»m gi÷a hai dßng hoÆc nhÊn F5 §Ó xo¸ tiÕp ®iÓm CH000.01, nhÊn con trá chuét ë tiÕp ®iÓm nµy ( hoÆc dïng bµn phÝm di « chän ®Õn tiÕp ®iÓm) sau ®ã nhÊn phÝm DEL hoÆc tõ menu Edit chän Delete. NÕu muèn phôc håi l¹i lÖnh võa xo¸, chän Undo tõ menu nµy. HiÖn ta ®· nhËp xong mét network cña ch­¬ng tr×nh. §Ó thªm network míi vµo ta nhÊn vµo nót Insert Network Tõ hép tho¹i hiÖn ra, chän vÞ trÝ n¬i sÏ chÌn Network. ë ®©y ta sÏ chÌn Network míi vµo phÝa d­íi network hiÖn hµnh nªn ta sÏ chän Below Curent Network vµ nhÊn OK Trªn mµn h×nh sÏ xuÊt hiÖn nh­ sau: Gi¶ sö Network míi nµy lµ lÖnh END (01). §Æt vÞ trÝ con trá vµo vÞ trÝ « ®Çu tiªn cña network, sau ®ã bÊm phÝm F8 ®Ó chÌn lÖnh Function vµo « trãng ®ã. §Ó chän lÖnh cÇn thiÕt, cã thÓ ®¸nh m· lÖnh ( ë ®©y lµ 01 ) ®¸nh tªn lÖnh hoÆc lùa Function tõ mét danh s¸ch cã s½n b»n c¸ch nhÊp vµo nót Select. Ngoµi ra cã thÓ tham kh¶o thªm vÒ lÖnh b»ng c¸ch nhÊp vµo nót Reference. Gâ END vµo « Function råi nhÊn OK ®Ó kÕt thóc Ch­¬ng tr×nh hoµn chØnh ta võa nhËp cã d¹ng nh­ h×nh sau: 4.5.3 §Æt tªn kÝ hiÖu m« t¶ (SYMBOL) cho c¸c ®Þa chØ. §Ó ®Æt tªn ký hiÖu m« t¶ cho c¸c ®Þa chØ, tr­íc tiªn di « chän ®Õn ®Þa chØ cÇn ®Æt tªn, « Adr ë cuèi mµn h×nh sÏ hiÓn thÞ ®Þa chØ hiÖn hµnh. Sau ®ã bÊm vµo « Sym vµ ®¸nh vµo mét tªn cho ®Þa chØ nµy. PhÇn m« t¶ ®Þa chØ chØ cã thÓ ®¸nh vµo « Com. L­u tªn võa ®Æt b»ng c¸ch bÊm nót Store 4.5.4 N¹p ch­¬ng tr×nh vµo PLC ( Download Program to PLC ) Nèi m¸y tÝnh PC víi bé PLC qua bé chuyÓn ®æi c¸p RS232C. §Çu c¾m cña bé chuyÓn ®æi sÏ nèi vµo cæng Peripheral Port cña PLC Sau khi viÖc nèi c¸c thiÕt bÞ ®½ ®­îc m¸y tÝnh nhËn biÕt. Tõ menu Oline, chän Connect ®Ó kÕt nèi víi PLC. Sau khi m¸y tÝnh ®· kÕt nèi ®­îc víi PLC, ®Ìn COMM trªn PLC sÏ nhÊp nh¸y vµ c¸c môc kh¸c trªn menu Online sÏ trë thµnh mµu ®en( ®­îc phÐp chän lùa) Còng tõ menu Online chän Download Program. Mét hép tho¹i sau ®©y sÏ hiÖn ra hái ta cã xo¸ bé nhí ch­¬ng tr×nh trong PLC kh«ng (Clear Program Memory) tr­íc khi n¹p. Nªn lùa tuú chän nµy ®Ó tr¸nh c¸c vÊn ®Ò cã thÓ x¶y ra. BÊm OK ®Ó n¹p ch­¬ng tr×nh vµo PLC Khi viÖc n¹p hoµn tÊt bÊm nót OK ë hép tho¹i sau ®Ó tiÕp tôc Chó ý:Kh«ng thùc hiÖn ®­îc viÖc Download vµo PLC nÕu PLC ®ang ë chÕ ®é RUN 4.5.5 Ch¹y ch­¬ng tr×nh PLC (RUN) Tr­íc hÕt ta cÇn chuyÓn PLC sang chÕ ®é RUN hoÆc Monitor B»ng nót PLC Mode. ChuyÓn tõ chän lùa STOP/PRG Mode sang Monitor Mode råi click OK PLC sÏ chuyÓn sang chÕ ®é Monitor Mode Chó ý: Trong khi ch­¬ng tr×nh ®ang ho¹t ®éng cã thÓ theo dâi c¸ch ho¹t ®éng cña ch­¬ng tr×nh b»ng c¸ch bÊm vµo nót Monitor ( F11) 4.5.6 Bæ sung c¸c lÖnh Timer vµ Counter vµo ch­¬ng tr×nh. Tr­íc hÕt ta chuyÓn chÕ ®é cña PLC sang Program Mode. M¸y tÝnh sÏ hái thao t¸c nµy lµm thay ®æi chÕ ®é PLC, cã tiÕp tôc hay kh«ng, ta chän Yes Bæ sung mét network míi vµo ch­¬ng tr×nh b»ng c¸ch chän Insert network Trong network míi thªm tiÕp ®iÓm Open Contact cã ®Þa chØ lµ 000.03 Bæ sung Timer vµo b»ng c¸ch chän TIM vµ ®Æt nã sau tiÕp ®iÓm trªn. Trong hép tho¹i trªn Timer më ra nhËp 000 lµ sè thø tù cña Timer, trong « Value nhËp vµo gi¸ trÞ #1000 (tøc 100 gi©y) chó ý ph¶i cã dÊu #. KÕt qu¶ sau khi bæ sung lÖnh Timer Bæ sung tiÕp mét network n÷a vµo ch­¬ng tr×nh b»ng chän Insert Network , chän Below Current Network vah nhÊp OK Thªm mét tiÕp ®iÓm n÷a cã Address lµ 000.04 vµo Network nµy. Bæ sung Counter vµo ch­¬ng tr×nh b»ng c¸ch chän vµ ®Þnh vÞ con trá vµo ngay sau tiÕp ®iÓm trªn. NhÊp vµo cöa sæ cña Counter lµ 1 vµ Value lµ DM0000 råi nhÊp OK Bæ sung ch©n nèi ®Çu vµo reset cho Counter b»ng c¸ch chän tiÕp ®iÓm Open Contact NhËp ®Þa chØ 000.05 cho tiÕp ®iÓm nµy. Sau ®ã thùc hiÖn viÖc n¹p ch­¬ng tr×nh vµo PLC (Download program) ChuyÓn PLC sang chÕ ®é Monitor Mode hoÆc Run Mode BÊm nót Monitor ®Ó theo dâi. Chó ý: NÕu lóc nµy thö bËt c«ng t¾c 000.04 th× bé ®Õm kh«ng ®Õm g× c¶ bëi gi¸ trÞ ®Æt lµ néi dung trong DM0000 lµ 0. 4.5.7 Theo dâi c¸c ho¹t ®éng cña ch­¬ng tr×nh. Theo dâi tr¹ng th¸i tiÕp ®iÓm: BÊm ®óp chuét vµo mét « trèng trong vïng theo dâi, gâ ®Þa chØ 000.00 vµo « Address cña hép héi tho¹i Edit Value råi bÊm nót READ. b)Theo dâi ®Þa chØ d¹ng word : BÊm ®óp chuét vµo mét « trèng trong vïng theo dâi vµ gâ vµo DM0000 råi bÊm nót READ Lóc nµy gi¸ trÞ cña DM0000 sÏ lµ 0 v× nã ch­a ®­îc thiÕt lËp mét gi¸ trÞ nµo lóc ch¹y. §Ó ®Æt gi¸ trÞ cho DM 0000, bÊm ®óp chuét vµo « DM0000 trªn vïng theo dâi. NhËp gi¸ trÞ 10 vµo « Value trong hép tho¹i më ra råi bÊn nót WRITE ®Ó ghi gi¸ trÞ nµy vµo PLC. Thanh ghi DM0000 sÏ cã gi¸ trÞ lµ 10 B©y giê nÕu bËt kho¸ 000.05 gi¸ trÞ cña bé ®Õm Couter sÏ bÞ reset vÒ 10 lµ gi¸ trÞ cña DM 0000 B©y giê nÕu bËt kho¸ CH000.04 nhiÒu lÇn sÏ thÊy bé gi¸ trÞ cña Counter sÏ gi¶m dÇn tõ gi¸ trÞ 10. 4.5.8 L­u ch­¬ng tr×nh. §Ó l­u ch­¬ng tr×nh, tõ menu File ta chon Save Project as Sau ®ã chän th­ môc l­u File vµ gâ tªn file vµo hép File name råi nhÊn OK ®Ó l­u. 4.5.9 §äc ch­¬ng tr×nh tõ PLC (Upload Program From PLC) Tõ menu file ta chän New project sau ®ã nhÊp OK ®Ó t¹o ch­¬ng tr×nh míi. Sau khi ch­¬ng tr×nh míi ®­îc më ra ta vµo menu Online, chän Upload program råi nhÊn OK ®Ó ®äc ch­¬ng tr×nh tõ PLC lªn m¸y tÝnh. Ch­¬ng tr×nh hiÖn trong bé nhí PLC sÏ ®­îc hiÖn thÞ trªn mµn h×nh. Sau ®ã cã thÓ chän l­u ch­¬ng tr×nh hoÆc thùc hiÖn c¸c thay ®æi b×nh th­êng. 4.6 Mét vµi ch­¬ng tr×nh øng dông víi PLC OMRON 4.6.1 §iÒu khiÓn c¸c Piston A, B, C theo thø tù lÇn l­ît. Yªu cÇu: C¸c Piston A, B, C lÇn l­ît ho¹t ®éng theo thø tù tuÇn hoµn nh­ sau: A tiÕn vÒ bªn ph¶i, A tiÕn vÒ bªn tr¸i, B tiÕn vÒ bªn ph¶i, B tiÕn vÒ bªn tr¸i, C tiÕn vÒ bªn ph¶i, C tiÕn vÒ bªn tr¸i.(Chuçi nµy ®­îc viÕt t¾t lµ: A+, A-, B+, B-, C+, C-. Chu tr×nh cña mét nöa hµnh tr×nh lµ 4 gi©y (8 gi©y cho c¶ hµnh tr×nh). H×nh d­íi minh häa c¸c van. TiÕp ®iÓm 00000 ®­îc kÝch ho¹t (C«ng t¾c khëi ®éng ®­îc bËt), khi ®ã cã tÝn hiÖu ra tõ ngâ ra 01000 vµ ®ång hå ®Þnh thêi TIM000 khëi ®éng. Piston A chuyÓn ®éng vÒ bªn ph¶i, sù chuyÓn ®éng vÒ bªn ph¶i cña Piston A ®­îc kho¸ bëi ngâ ra 01000. Sau thêi gian ®­îc x¸c lËp (4 gi©y) c¸c tiÕp ®iÓm th­êng ®ãng cña ®ång hå ®Þnh giê TIM000 më, ng¾t m¹ch 01000 vµ cÊp nguån cho ngâ ra 01001 vµ ®ång thêi khëi ®éng ®ång hå ®Þnh giê TIM001. Piston A chuyÓn ®éng sang tr¸i, sù chuyÓn ®éng nµy ®­îc kho¸ bëi chÝnh ngâ ra 01001. Sau 4 gi©y c¸c tiÕp ®iÓm cña TIM001 ®ãng trë thµnh më vµ më trë thµnh ®ãng tõ ®ã ng¾t c«ng suÊt cña ngâ ra 01001 ®ång thêi cung cÊp c«ng suÊt cho ngâ ra 01002 vµ ®ång hå ®Þnh giê TIM002, Piston B chuyÓn ®éng sang ph¶i, sau 4 gi©y c¸c tiÕp ®iÓm TIM002 ®ãng lµm ng¾t tÝn hiÖu ra ë ngâ ra 01002 vµ cung cÊp c«ng suÊt cho ngâ ra 01003 Piston B chuyÓn ®éng sang tr¸i. §ång thêi ®ång hå ®Þnh giê TIM003 ®­îc khëi ®éng. Sau 4 gi©y c¸c tiÕp ®iÓm th­êng ®ãng cña ®ång hå nµy më, c¸c tiÕp ®iÓm th­êng më ®ãng lµm ng¾t c«ng suÊt cña ngâ ra 01003 vµ cung cÊp c«ng suÊt cho ngâ ra 01004 lµm Piston C chuyÓn ®éng sang ph¶i sau 4 gi©y sù chuyÓn ®éng sang ph¶i cña Piston C ®­îc t¾t ®i vµ thay vµo ®ã lµ chuyÓn ®éng sang tr¸i. §iÒu nµy lµ nhê ®ång hå ®Þnh giê TIM004 vµ TIM005. Sau ®ã chu tr×nh l¹i lÆp l¹i tõ ®Çu. Ch­¬ng tr×nh PLC Omron: C¸c lÖnh PLC theo chuÈn Omron LD 00000 OR 01000 AND NOT TIM 000 AND NOT 01001 AND NOT 01002 AND NOT 01003 AND NOT 01004 AND NOT 01005 OUT 01000 TIM 000 #0040 LD TIM 000 OR 01001 AND NOT TIM 001 OUT 01001 TIM 001 #0040 LD TIM 001 OR 01002 AND NOT TIM 002 TIM 002 #0040 LD TIM 002 OR 01003 AND NOT TIM 003 OUT 01003 TIM 003 #0040 LD TIM 003 OR 01004 AND NOT TIM 004 OUT 01004 TIM 004 #0040 LD TIM 004 OR 01005 AND NOT TIM 005 OUT 01005 TIM 005 #0040 END(01) 4.6.2 øng dông PLC ®Ó v©n hµnh m¸y khoan tù ®éng Yªu cÇu: Khëi ®éng ®éng c¬ m¸y khoan vµ b¬m khÝ nÐn cho c¸c van. KÑp chi tiÕt gia c«ng, h¹ thÊp mòi khoan vµ khoan ®Õn ®é s©u yªu cÇu, tr¶ mòi khoan vÒ vµ th¸o kÑp chi tiÕt gia c«ng.T¸c vô cña m¸y ®­îc tr×nh bµy nh­ h×nh trªn: Ch­¬ng tr×nh thang. Trong ®ã: 00000 C«ng t¾c bËt m¸y khoan 00001 C«ng t¾c t¾t m¸y khoan 00002 C«ng t¾c bËt b¬m khÝ nÐn hoÆc dÇu vµo c¸c van 00003 C«ng t¾c t¾t b¬m khÝ nÐn hoÆc dÇu vµo c¸c van 00004 C«ng t¾c giíi h¹n 4 00005 C«ng t¾c giíi h¹n 3 00006 C«ng t¾c giíi h¹n 2 00007 C«ng t¾c giíi h¹n 1 01000 §éng c¬ khoan 01001 B¬m 01002 Solenoid 3 01003 Solenoid 1 01004 Solenoid 2 C¸c lÖnh nhËp trong PLC Omron. LD 00000 OR 01000 AND NOT 00001 OUT 01000 LD 00002 OR 01001 AND NOT 00003 OUT 01001 LD 00004 OR 01002 AND NOT 00005 OUT 01002 LD 00004 AND NOT 00006 OUT 01003 LD NOT 01003 AND 00007 OUT 01004 END(01) 4.6.3 Ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn trß ch¬i “ §­êng Lªn §Ønh OLYMPIA” Yªu cÇu: Sau khi ng­êi dÉn c­¬ng tr×nh ®· nªu xong c¸c c©u hái, c¸c ®Êu thñ Player) sÏ bÊm nót tr­íc mÆt ®Ó giµnh quyÒn tr¶ lêi, sau khi bÊt kú ®Êu thñ nµo bÊm nót, chu«ng sÏ kªu trong 10 gi©y. Cïng lóc ®ã ®Ìn tr­íc mÆt ®Êu thñ ®ã sÏ s¸ng vµ chØ ®­îc t¾t ( Rest) bëi ng­êi dÉn ch­¬ng tr×nh. C¸c ngâ vµo ra. Ngâ vµo Ngâ ra 00000 – Nót bÊm ®Êu thñ 1 01000 Cßi 00001 – Nót bÊm ®Êu thñ 2 01001 §Ìn cña ®Êu thñ 1 00002 – Nót bÊm ®Êu thñ 3 01002 §Ìn cña ®Êu thñ 2 00003 – Nót t¾t (Reset) 01003 §Ìn cña ®Êu thñ 3 Ch­¬ng tr×nh thang C¸c lÖnh nhËp trong PLC Omron. LD 00000 AND NOT 00001 AND NOT 00002 LD NOT 00000 AND 00001 AND NOT 00002 LD NOT 00000 AND NOT 00001 AND 00002 LD 01000 OR LD AND NOT 20000 AND NOT TIM 000 OUT 01000 TIM 000 #0100 LD 00000 OR 01001 AND NOT 00001 AND NOT 00002 AND NOT 20000 OUT 01001 LD 00001 OR 01002 AND NOT 00000 AND NOT 00002 AND NOT 20000 OUT 01002 LD 00002 OR 01003 AND NOT 00000 AND NOT 00001 AND NOT 20000 OUT 01003 LD 00003 OUT 20000 END (01) 4.6.4 Ch­¬ng tr×nh PLC øng dông ®iÒu khiÓn cöa vµo ë b·i ®Ëu ®Ëu xe. Yªu cÇu: Thanh ch¾n ë b·i ®Ëu xe sÏ më cöa cho xe vµo khi n¹p ®óng sè tiÒn vµo hép thu. ë cöa ra, thanh ch¾n sÏ më ra khi ph¸t hiÖn cã xe ®Õn gÇn thanh ch¾n ®Ó cho xe ra ngoµi b·i ®Ëu. HÖ thèng van-Piston ®­îc minh ho¹ nh­ sau: Ch­¬ng tr×nh thang. ThiÕt bÞ vµo: 00000 C«ng t¾c vËn hµnh b»ng ®ång xu 00001 C«ng t¾c giíi h¹n hµnh tr×nh lªn cña thanh ch¾n vµo, th­êng më 00002 C«ng t¾c giíi h¹n hµnh tr×nh xuèng cña thanh ch¾n vµo, th­êng ®ãng, chØ më khi thanh ch¾n h¹ hÕt 00003 C¶m biÕn quang, nhËn biÕt khi cã xe ra 00004 C«ng t¾c giíi h¹n hµnh tr×nh lªn cña thanh ch¾n ra, th­êng më 00005 C«ng t¾c giíi h¹n hµnh tr×nh xuèng cña thanh ch¾n ra, th­êng ®ãng, chØ më khi h¹ hÕt ThiÕt bÞ ra: 01000 Cuén Solenoid 1 01001 Cuén Solenoid 2 01002 Cuén Solenoid 3 01003 Cuén Solenoid 4 20000 R¬ le néi 20001 R¬ le néi C¸c lÖnh nhËp trong PLC Omron. LD 00000 OR 01000 AND NOT 01001 AND NOT 20000 OUT 01000 LD 00001 TIM 000 #0100 LD TIM 000 OUT 20000 LD 20000 OR 01001 AND NOT 01000 AND NOT 00002 OUT 01001 LD 00003 OR 01002 AND NOT 20001 AND NOT 01003 OUT 01002 LD 00004 TIM 001 #0100 LD TIM 001 OUT 20001 LD 20001 OR 01003 AND NOT 01002 AND NOT 00005 OUT 01003 END (01) Trong vÝ dô nµy ta cã thÓ n©ng cÊp ch­¬ng tr×nh ®Ó cã thÓ ®¸p øng thªm t¸c vô sau: Gi¶ sö b·i ®Ëu xe chØ chøa ®­îc 100 xe, khi ®ã mçi xe ®i vµo Sensor (S1) sÏ ph¸t hiÖn vµ PLC sÏ céng 1 vµo tæng sè xe cã trong b·i vµ trõ ®i 1 khi sensá 2 ph¸t hiÖn cã xe ra khái b·i ®Ëu xe. Khi ®· ®ñ 100 xe trong b·i th× ®Ìn b¸o hiÖu “ car pack full” sÏ s¸ng lªn ®Ó b¸o hiÖu c¸c xe kh¸c kh«ng ®­îc vµo b·i. Ph©n bè thiÕt bÞ vµo ra. ThiÕt bÞ vµo: 00000 Sensor S1 00001 Sensor S2 ThiÕt bÞ ra: 01000 “ Car pack full ” Ch­¬ng tr×nh thang 4.6.5 M¹ch ®iÒu khiÓn ®éng c¬ b¨ng t¶i M« t¶ qui tr×nh ho¹t ®éng cña hÖ thèng b¨ng t¶i B¨ng t¶i gåm cã ba ph©n ®o¹n vµ cÇn ®iÒu khiÓn sao cho ®éng c¬ cña mçi ph©n ®o¹n chØ ch¹y khi cã ®èi t­îng ®ang n»m trªn ph©n ®o¹n t­¬ng øng. VÞ trÝ cña tÊm kim lo¹i ®­îc x¸c ®Þnh bëi c¸c c¶m biÕn tiÖm cËn ®Æt gÇn nã (Sensor 1, 2, 3). Khi tÊm kim lo¹i n»m trong tÇm ph¸t hiÖn cña mét sensor, ®éng c¬ t­¬ng øng sÏ vÉn tiÕp tôc lµm viÖc. Khi tÊm kim lo¹i n»m ngoµi tÇm ph¸t hiÖn cña sensor, mét bé ®Þnh thêi trÔ sÏ ®­îc kÝch ho¹t vµ khi thêi gian ®Æt cña timer hÕt ®éng c¬ t­¬ng øng sÏ ngõng ch¹y. Ph©n bè c¸c thiÕt bÞ vµo ra Input ThiÕt bÞ ngoµi Output ThiÕt bÞ ngoµi 00000 Sensor1 01000 Motor 1 00001 Sensor2 01001 Motor 2 00002 Sensor3 01002 Motor 3 Ch­¬ng tr×nh thang 4.6.6 HÖ thèng tù ®éng b«i tr¬n dÇu cho b¸nh xe M« t¶ quy tr×nh ho¹t ®éng: Khi b¸nh xe di chuyÓn vÒ phÝa c¶m biÕn S1, S1 sÏ ph¸t hiÖn b¸nh xe vµ sÏ ra tÝn hiÖu cho van ®iÖn tõ V1 ®Ó cÊp dÇu b«i tr¬n cho b¸nh xe. Van V1 sÏ më trong kho¶n thêi gian ng¾n ®Ó cÊp mét l­îng dÇu ®Þnh tr­íc cho b¸nh xe. Khi c¶m biÕn S2 ph¸t hiÖn møc dÇu trong bån chøa thÊp, nã sÏ ra tÝn hiÖu c¶nh b¸o. Ph©n bè thiÕt bÞ vµo ra: InputInput Output 00000 Position detection (S1) 01000 Electromagnetic valve for oil 00001 Lower limit of lever (S2) 01001 Oil shortage arlam indicator Ch­¬ng tr×nh thang: 4.6.7 ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn ®ãng gãi khi nót bÊm PB1 (Start) ®­îc bÊm, b¨ng t¶i hép b¾t ®Çu chuyÓn ®éng. Khi ph¸t hiÖn sù cã mÆt cña hép, b¨ng t¶i hép (Box conveyor) vµ b¨ng t¶i t¸o. (Apple conveyor) b¾t ®Çu ho¹t ®éng. C¶m biÕn ®Õm SE1 sÏ ®Õm sè l­îng qu¶ t¸o cho ®Õn khi ®¹t ®­îc 10 qu¶. B¨ng t¶i t¸o lóc nµy sÏ dõng vµ b¨ng t¶i hép l¹i ho¹t ®éng trë l¹i. Bé ®Õm sÏ ®­îc reset vµ l¹i ho¹t ®éng lÆp l¹i cho ®Õn khi nót PB2 (Stop) ®­îc bÊm. Ph©n bè c¸c thiÕt bÞ vµo ra Input ThiÕt bÞ ngoµi Output ThiÕt bÞ ngoµi 00000 Start push button(PB1) 01000 Apple conveyor 00001 Stop push button(PB2) 01001 Box conveyor 00002 Part Present (SE1) 00003 Box Present (SE2) Ch­¬ng tr×nh thang 4.6.8 M¹ch tù ®éng ®iÒu khiÓn cöa kho: §Çu vµo chuyÓn m¹ch siªu thanh ph¸t hiÖn sù cã mÆt cña xe. Bé c¶m biÕn quang ®iÖn (photosensor) sÏ ph¸t hiÖn chiÕc xe ®ang ®i qua cöa.m¹ch ®iÒu khiÓn ®Çu ra chuyÒn cho motor cña cöa kho më hay ®ãng. Ph©n bè c¸c thiÕt bÞ vµo ra: Inputs Devices output Devices 00000 Untrosonic switch 01000 Motor to raise door 00001 Photoelectric switch 01001 Motor to lower door 00002 Door upper limit switch 00003 Door lower limit switch S¬ ®å thang Ch­¬ng V øng dông PLC trong viÖc ®iÒu khiÓn tù ®éng cho m¸y xÊn t«n t¹i nhµ m¸y kho¸ minh khai 5.1 Kh¶o s¸t m¸y hiÖn cã t¹i nhµ m¸y 5.1.1 Giíi thiÖu chung vÒ m¸y xÊn t¹i nhµ m¸y khãa Minh Khai. M¸y xÊn t¹i nhµ m¸y kho¸ Minh Khai lµ m¸y xÊn thuû lùc ®­îc ®iÒu khiÓn b»ng hÖ thèng ®iÖn. Bao gåm c¸c m¹ch ®iÖn vµ hÖ thèng c¸c tiÕp ®iÓm R¬ le. M¸y xÊn do Trung Quèc s¶n xuÊt n¨m1998. M¸y nµy t¹o ra c¸c s¶n phÈm nhê viÖc Ðp ®Þnh h×nh (xÊn) tõ ph«i liÖu ban ®Çu lµ thÐp tÊm th«ng qua lùc Ðp thuû lùc tõ c¸c Piston. ¸p suÊt lín nhÊt ®­îc t¹o ra tõ b¬m Piston h­íng trôc lµ P = 23 Mpa. 5.1.2 S¬ ®å kÕt cÊu cña m¸y: S¬ ®å kÕt cÊu cña m¸y ®­îc chia lµm ba bé phËn chÝnh nh­ sau: S¬ ®å kÕt cÊu c¬ khÝ: S¬ ®å kÕt cÊu cña hÖ thèng thuû lùc vµ bé ®iÒu khiÓn: a) S¬ ®å kÕt cÊu c¬ khÝ cña m¸y: S¬ ®å kÕt cÊu c¬ khÝ cña m¸y ®­îc thÓ hiÖn qua mét sè b¶n vÏ chÝnh nh­ sau: Trong ®ã: 1 Th©n m¸y 2 HÖ thèng thuû lùc 3 Trôc khuûu 4 Sèng tr­ît 5 L­ìi dËp 6 C÷ chÆn 7 Bµn ®ì ph«i 8 Trô tr­ît 9 Bé vÝt me ®ai èc 10 Tay quay c¬ khÝ 11 Tñ ®iÖn Trong ®ã 1 M« t¬ 4 Xi lanh 3 2 Xi lanh 1 5 Trôc vit 3 Xi lanh 2 6 C«ng t¾c hµnh tr×nh 1 Tay quay 6 Trôc vÝt 2 Gèi ®ì khu«n 7 §Üa c¨ng xÝch 3 VÝt me ®ai èc 8 XÝch truyÒn ®éng 4 Trô tr­ît 9 Bé b¸nh r¨ng truyÒn ®éng 5 C÷ chÆn 10 M« t¬ TÝnh to¸n bé truyÒn chuyÓn ®éng cña c÷ chÆn C¬ c©u ®iÒu khiÓn c÷ chÆn: 1.Bé truyÒn ®ai: Do c¬ cÊu ®iÒu khiÓn kh«ng cã yªu cÇu g× ®Æc biÖt nªn ta chän lo¹i ®ai vµ ®éng c¬ nh­ sau +§ai: ®ai thang b»ng cao su. KÝ hiÖu: O (Nga) +§éng c¬: 4A cã c¸c th«ng sè kü thuËt sau KÝ hiÖu: 4A71B6Y3 C«ng suÊt:0,55 Kw Sè vßng quay: 920 v/ph Chän tØ sè truyÒn: u = = 2 d1 = 80 mm d2 = u.d1 =2.80 = 160 mm kho¶ng c¸ch trôc: a ³ (1,5 ¸ 2)(d1 +d2) = 480 mm Ta chän a = 480 mm Gãc «m trªn b¸nh chñ ®éng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: 2.Bé truyÒn b¸nh r¨ng : Ta chän : + TØ sè truyÒn: u = 4 + M« ®un cÆp b¸nh r¨ng : m = 2 + Sè r¨ng b¸nh r¨ng chñ ®éng : Z1 = 21 r¨ng Sè r¨ng b¸nh r¨ng bÞ ®éng : Z2 = Z1.u = 21x4 = 84 r¨ng §­êng kÝnh vßng chia b¸nh r¨ng chñ ®éng: d1 = m.Z1 = 2.21 = 42 mm §­êng kÝnh vßng chia b¸nh r¨ng bÞ ®éng: d2 = m.Z2 = 2.84 = 168 mm Kho¶ng c¸ch trôc: aW = m.(Z1+Z2)/2 = 2.(42+84)/2 = 126 mm 3.Bé truyÒn xÝch: Do yªu cÇu cña bé truyÒn lµ ph¶i dÉn ®éng cho hai trôc mang c÷ chÆn cã sè vßng quay b»ng nhau nªn tØ sè truyÒn lµ: u = 1 Do t¶i träng nhá kh«ng yªu cÇu ®é chÝnh x¸c qu¸ cao nªn ta chän lo¹i xÝch con l¨n, +B­íc xÝch p = 24,5 mm +Sè r¨ng b¸nh mçi ®Üa xÝch lµ: Z1 = Z2 = 15 r¨ng §­êng kÝnh ®Üa xÝch ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: b) KÕt cÊu cña hÖ thèng thuû lùc HÖ thèng thuû lùc cña m¸y xÊn nh­ sau: Trong ®ã: 1 §éng c¬ ba pha 10 Van tiÕt l­u 2 B¬m dÇu 11 §ång hå ®o ¸p suÊt 3 Van tiÕt l­u (®iÒu chØnh l­u l­îng) 12 Van an toµn 4 Van tiÕt l­u ®­êng dÇu vÒ 13 Van ®iÒu ¸p 5 Van ®¶o chiÒu 4 cña 3 vÞ trÝ 14 Piston hµnh tr×nh kÐp 6 Van ®¶o chiÒu 4 cña 3 vÞ trÝ 15 Piston ®¬n 7 Van mét chiÒu 16 Van mét chiÒu 8 Van an toµn 17 Läc dÇu 9 Côm van ®iÒu ¸p 18 Thïng dÇu Nguyªn lý lµm viÖc: Khi b¬m dÇu ®­îc bËt dÇu ®­îc hót qua bé läc dÇu vµ ®Õn bé chia ®Ó ®i ®Õn c¸c van khi cã tÝn hiÖu cho phÐp. C«ng suÊt ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c van ®­îc cÊp tõ bé ®iÒu khiÓn ®iÖn nh»m ®ãng më c¸c van trong hÖ thèng thuû lùc. Hµnh tr×nh xuèng. Khi cu«n Yv1a vµ cuén Yv3 ®­îc cÊp c«ng suÊt, c¸c cuén nµy më tõ ®ã dÇu cã thÓ ®i qua c¸c van nµy ( theo chiÒu mòi tªn ®­îc kÝ hiÖu trong van ) råi ®i ®Õn xi lanh. Trong khi ®ã dÇu ®­îc tho¸t ra ë phÝa d­íi vµ ®i vÒ bÓ dÇu, khiÕn cho Piston chuyÓn ®éng xuèng d­íi. Khi Piston ®i xuèng vµ ch¹m vµo c«ng t¾c giíi h¹n xuèng, sù ch¹m nµy lµm më cuén Yv1a vµ Yv2b do ®ã c¸c Piston ®i xuèng chËm h¬n. ë ®©y x¶y ra qu¸ tr×nh Ðp ®Þnh ®Þnh h×nh ( t¹o s¶n phÈm). Sau khi qu¸ tr×nh Ðp ®Þnh h×nh ®· hoµn tÊt ta cÇn lÊy s¶n phÈm ra vµ cung cÊp ph«i míi khi ®ã cuén Yv1b ®­îc cÊp c«ng suÊt. §ã lµ qu¸ tr×nh lªn. §Ó m¸y ë chÕ ®é ho¹t ®éng kh«ng t¶i (treo) th× cuén Yv2a lu«n ®­îc cÊp c«ng suÊt. Côm van trµn 13 cã t¸c dông gi÷ mét ¸p suÊt nhÊt ®Þnh trong hÖ thèng vµ cã nhiÖm vô x¶ bít ¸p suÊt khi hÖ thèng qu¸ t¶i. C¸c van tiÕt l­u cã trong hÖ thèng cã nhiÖm vô ®iÒu chØnh l­u l­îng khiÕn cho c¸c Piston chuyÓn ®éng ®Òu h¬n. Tõ ®ã ta cã b¶ng tr¹ng th¸i theo s¬ ®å thuû lùc trªn. Tinh to¸n vµ chän c¸c bé phËn trong hÖ thèng thuû lùc: C¸c th«ng sè cho tr­íc: VËn tèc cña khèi tr­ît: ë chÕ ®é xuèng nhanh v = 60 mm/s: ë chÕ ®é xuèng chËm v = 10 mm/s: ë chÕ ®é lªn v = 60 mm/s: §­êng kÝnh Piston nhá: d1 = 15 cm. §­êng kÝnh Piston lín : d2 = 18 cm. Träng l­îng cña khèi tr­ît: G = 1000 Kg. Lùc Ðp cÇn ®Ó xÊn ( cao nhÊt) P = 1300 KN. CÇn tÝnh: ¸p suÊt b¬m pb: l­u l­îng b¬m: Qb: c«ng suÊt ®éng c¬: N®c: Þ lo¹i b¬m vµ lo¹i ®éng c¬: Gäi f lµ diÖn tÝch bÒ mÆt cña Piston nhá: F lµ diÖn tÝch bÒ mÆt cña Piston lín: pb: lµ ¸p suÊt cña b¬m: Ta cã ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc: Trong ®ã: Tæng diÖn tÝch bÒ mÆt cña c¸c Piston lµ: Sdt: Tõ ®ã: L­u l­îng b¬m vµ l­u l­îng tù ch¶y do chªnh lÖch ¸p suÊt gi÷a thïng dÇu vµ xilanh: Qtt= SFxilanh.v L­u l­îng nhá nhÊt øng víi vmin: vmin= 10 mm/s = 600 mm/ phót = 0.6 m/ ph. L­u l­îng lín nhÊt øng víi vmax: vmax= 60 mm/s = 3600 mm/ phót = 3.6 m/ ph. Do trong qu¸ tr×nh xÊn dÇu chØ do b¬m cung cÊp nªn Qttmin chÝnh b»ng l­u l­îng dÇu do b¬m cung cÊp ®· bÞ tæn thÊt trong hÖ thèng thuû lùc. §Ó bï l¹i phÇn tæn thÊt ta lÊy l­u l­îng cña b¬m lµ 40 lÝt/phót. TÝnh c«ng suÊt cña ®éng c¬: Gäi N lµ c«ng suÊt truyÒn ®éng cña bµn tr­ît: Ta cã: N= P.v/60 [w] P [N] v [m/ph]. Víi: w. VËy ta chän b¬m lµ b¬m Pit«ng h­íng trôc: +KÝ hiÖu: HÕP – 50M (Nga) +L­u l­îng lín nhÊt: 50 LÝt/ phót. +¸p suÊt lµm viÖc lín nhÊt: P = 250 MPa +C«ng suÊt truyÒn ®éng N = 12.5 Kw. +Sè vßng quay trôc b¬m n = 960 vg/ phót. +HiÖu suÊt: h = 0.8 Þ C«ng suÊt cÇn thiÕt cña ®éng c¬ ®iÖn lµ : VËy cÇn chän ®éng c¬ ®iÖn cã th«ng sè nh­ sau: +C«ng suÊt 15.5 Kw 220/380V 50Hz +Sè vßng quay: n = 960 vßng/ phót. HoÆc ta cã thÓ chän ®éng ®iÖn c¬ vµ b¬m dÇu cña ViÖt Nam hay Liªn X« s¶n xuÊt víi c«ng suÊt vµ vßng quay phï hîp. TÝnh to¸n b¬m piston h­íng trôc cÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc Trªn h×nh vÏ tr×nh bµy s¬ ®å kÕt cÊu cña mét b¬m h­íng trôc cã liªn kÕt gi÷a piston vµ ®Üa nghiªng 2 lµ liªn kÕt tú . B¬m thùc hiÖn viÖc ph©n phèi chÊt láng b»ng ®Üa ph©n phèi3 . Bloc xilanh1 quay cïng trôc vµ nghiªng víi ®Üa nghiªng 2 mét gãc a . Gãc a nµy ®­îc ®iÒu chØnh nhê mét c¬ cÊu phô4 . C¸c lß xo 5 lµm nhiÖm vô ®Èy c¸c piston lu«n tú vµo ®Üa nghiªng. KÕt cÊu b¬m pisotn h­íng trôc cã liªn kÕt gi÷a piston vµ ®Üa nghiªng Khi bloc xilanh quay ®é nghiªng gi÷a trÞc cña bloc xi lanh vµ cña ®Üa nghiªng t¹o nªn hµnh tr×nh chuyÓn ®éng cña c¸c piston . Mçi cÆp piston – xilanh thùc hiÖn viÖc hót ®Èy chÊt láng theo nguyªn lý hót ®Èy cña mét b¬m piston ®¬n . Khi ®iÒu chØnh gãc nghiªng a sÏ cho phÐp ®iÒu chØnh l­u l­îng cña b¬m. b.L­u l­îng cña b¬m piston h­íng trôc * L­u l­îng rung b×nh L­u l­îng lý thuyÕt trung b×nh cña b¬m piston h­íng trôc ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau : Trong ®ã : d- ®­¬ng kÝnh cña piston; s- hµnh tr×nh c¶ piston; z- sè piston; s = D.sing = Dx. tgg D - ®­êng kÝnh cña ®Üa nghiªng; Dx - ®­êng kÝnh cña mÆt trô trªn ®ã ph©n bè c¸c ®­êng trôc cña c¸c xilanh. V× vËy : HoÆc : *L­u l­îng tøc thêi §Ó tÝnh l­u l­îng tøc thêi cña b¬m , chóng ta sÏ t×m ph­¬ng tr×nh chuyÓn ®éng vµ x¸c ®Þnh vËn tèc tøc thêi cña c¸c piston. Gi¶ thiÕt t¹i thêi ®iÓm ban ®Çu , tay quay ë vÞ trÝ A . Khi ®Üa nghiªng quay®­îc mét gãc j ( cungAB ) , th× piston dÞch chuyÓn ®­îc mét ®o¹n x (h×nh vÏ ): x = AB’.sing = (OA – OB’).sing = (OA – OBcosj).sing = (R - R cosj).sing x = R(1 - cosj). sing Trong ®ã , R lµ b¸n kÝnh lµm viÖc cña ®Üa nghiªng ( b¸n kÝnh tay quay) . s¬ ®å tÝnh l­u l­îng cña b¬m piston h­íng trôc Nh­ vËy, vËn tèc chuyÓn ®éng cña piston trong xi lanh sÏ lµ : v= = R.w sing sinj L­u l­îng tøc thêi cña mçi piston lµ : L­u l­îng tøc thêi cña m piston trong hµnh tr×nh ®Èy sÏ lµ : Qj = R.wsing.[ sinj + sin(j + a )+ ... + sin(j + m.a )] = R.wsing. Trong ®ã a = lµ gãc gi÷a hai piston kÒ nhau h×nh vÏ : S¬ ®å tÝnh l­u l­îng tøc thêi cña b¬m piston h­íng trôc – gãc gi÷a hai piston kÒ nhau Trong h×nh vÏ (d­íi) lµ ®å thÞ l­­ l­îng tøc thêi cña mét b¬m piston h­íng trôc . Còng nh­ b¬m piston h­íng kÝnh. hÖ sè kh«ng l­u l­îng cña b¬m piston h­íng trôc sÏ gi¶m theo chiÒu t¨ng cña sè piston vµ trong mét kho¶ng l©n cËn liªn tݪp cña sè piston, dao ®éng l­îng cña b¬m cã sè piston lÎ nhá h¬n so víi b¬m cã sè piston ch½n . ViÖc ®iÒu chØnh gãc nghiªng gi÷a trôc bloc xilanh vµ ®Üa nghiªng (®Ó ®iÒu chØnh l­u l­¬ng) ®­îc tiÕn hµnh trong mét kho¶ng víi gi¸ trÞ giíi h¹n lµ : gmax <200 ®èi víi b¬m. gmax <300 ®èi víi ®éng c¬ Së dÜ h¹n chÕ gãc gmax kh«ng qu¸ lín v× khi t¨ng gãc g hµnh tr×nh cña c¸c piston sÏ t¨ng nh­ng lùc t¸c dông lªn c¸c cæ còng t¨ng. L­u l­îng tøc thêi cña b¬m piston h­íng trôc M«me quay cña b¬m Trong b¬m piston h­íng trôc,¸p lùc cña láng lªn bÒ mÆt piston, th«ng qua ®Üa nghiªn t¹o nªn mét m« men t¸c dông lªn trôc b¬m. Gäi P lµ ¸p lùc chÊt láng t¸c dông lªn piston: P = p. P ®­îc ph©n thµnh hai lùc thµnh phÇn (h×nh 3.41 ) nh­ sau : P = P.sing N = P.cosg Lùc Q trong mÆt ph¼ng ®Üa nghiªng ®­îc ph©n thµnh lùc vßng T vµ mét lùc h­íng t©m . Lùc vßng T nµy sÏ t¹o nªn momen trªn trôc m¸y : M0 = R.T M0 = R.P.sing sinj hay M0 = Rx.P.tgg sinj Trong ®ã R – b¸n kÝnh cña ®Üa nghiªng ( R = D/2) T = Q .sinj Rx – b¸n kÝnh cña mÆt trô ph©n bè c¸c trôc xi lanh S¬ ®å tÝnh momen quay cña b¬m piston h­íng trôc. Tæng momen cña m piston trong hµnh tr×nh ®Èy lµ : Mj = = R.P.sing.[ sinj + sin(j + a )+ ... + sin(j + m.a )] Mj = R.P.sing So s¸nh c«ng thøc tÝnh l­u l­îng tøc thêi vµ c«ng thøc tÝnh momen tøc thêi chóng ta thÊy qui luËt biÕn thiªn cña m«men tøc thêi gièng nh­ ®èi víi l­u l­îng tøc thêi . Khi l­u l­îng ®¹t gi¸ trÞ c­c ®¹i , m«men còng ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i , khi l­u l­îng cã gi¸ trÞ cùc tiÓu , m«men còng cã gi¸ trÞ cùc tiÓu TÝnh to¸n bÓ dÇu. C¬ së ®Ó tÝnh to¸n bÓ dÇu lµ ®¶m b¶o nhiÖt ®é T cña dÇu kh«ng v­ît qu¸ mét giíi h¹n lµ 55 ¸ 600 C sau thêi gian lµm viÖc t giê, ta dïng c«ng thøc ®­îc x¸c ®Þnh tõ ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt, nÕu nh­ gi¶ thiÕt nhiÖt ®é dÇu khi khëi ®éng b»ng nhiÖt ®é kh«ng khÝ: Trong ®ã: T0 : NhiÖt ®é kh«ng khÝ xung quanh ( 0C ). K = 633 (kcal/ giê): lµ tæng nhiÖt l­îng ®­îc s¶n ra do tæn thÊt c«ng suÊt trong hÖ thèng dÇu Ðp k hÖ sè truyÒn nhiÖt phô thuéc vµo m«i tr­êng lµm nguéi: - ë bÓ dÇu ®Æt trong th©n m¸y: k = 8,7 ( kcal/ m2 0C giê). - ë bÓ dÇu ®Æt ngoµi kh«ng khÝ k = 13 ( kcal/ m2 0C giê). - ë bÓ dÇu lµm nguéi b»ng qu¹t kh«ng khÝ k = 20 ( kcal/ m2 0C giê). - ë bÓ dÇu lµm nguéi b»ng n­íc l­u th«ng k = 95 ¸ 150 ( kcal/ m2 0C giê). F lµ diÖn tÝch bÒ mÆt truyÒn nhiÖt cña bÓ dÇu (m2), cã thÓ lÊy gÇn ®óng: F = F1+ F2/ 2 Trong ®ã: F1: diÖn tÝch bÒ m¨t tiÕp xóc víi dÇu (m2). F2: diÖn tÝch bÒ mÆt kh«ng tiÕp xóc víi dÇu (m2). c » 0,45 kcal/ kg.0C: lµ tØ nhiÖt cña dÇu. c1: tØ nhiÖt cña vËt liÖu lµm bÓ dÇu ( kcal/ kg.0C). Tr­êng hîp lµm b»ng gang c1 = 0,12 ( kcal/ kg.0C). - Tr­êng hîp lµm b»ng thÐp c1 = 0,11 (kcal/ kg.0C). - G träng l­îng bÓ dÇu (kg). Tõ c«ng thøc (1) ta cã thÓ x¸c ®Þnh nhiÖt ®é æn ®Þnh cña dÇu, khi t ® µ Thùc nghiÖm ®· cho thÊy r»ng nhiÖt ®é cña dÇu tÝnh tõ c«ng thøc (2) so víi nhiÖt ®é tÝnh tõ c«ng thøc (1) trong thêi gian mét ca lµm viÖc chØ sai lÖch 5 ¸10 %, v× thÕ trong thùc tÕ ng­êi ta dïng c«ng thøc (2) ®Ó x¸c ®Þnh kÝch th­íc cña bÓ dÇu. Ta xÐt mèi quan hÖ cña bÒ mÆt truyÒn nhiÖt F trong c«ng thøc (2) víi thÓ tÝch dÇu cÇn thiÕt V. Gi¶ thiÕt lµ: ChiÒu ngang bÓ dÇu: a (m). ChiÒu dµi bÓ dÇu: b = k1.a(k1 – hÖ sè tØ lÖ). ChiÒu cao bÓ dÇu: H = k2.a. ChiÒu cao mùc dÇu: h = 0,8H = 0,8.k2.a Th× diÖn tÝch bÒ mÆt tiÕp xóc víi dÇu ( kÓ c¶ ®¸y bÓ dÇu ) cã thÓ viÕt nh­ sau: F1 = a2( k1 + 2.0,8.k2 + 2.0,8.k1.k2 ) Vµ diÖn tÝch bÒ mÆt kh«ng tiÕp xóc víi dÇu ( kÓ c¶ n¾p bÓ). F2 = a2( k1 + 2.0,2.k2 + 2.0,2.k1.k2 ) V× ®iÒu kiÖn truyÒn nhiÖt ë hai lo¹i bÒ mÆt trªn lµ kh«ng nh­ nhau nªn ta lÊy bÒ mÆt truyÒn nhiÖt cña bÓ dÇu theo c«ng thøc: F = F1 + F2/2 = a2( 1,5k1 + 1,8.k2 + 1,8.k1.k2) (3) ThÓ tÝch cña dÇu ë trong bÓ: V = a.b.h = 0,8.k1.k2.a3 (4) Tõ c«ng thøc nµy ta rót ra trÞ sè a vµ thay vµo c«ng thøc (3), ta cã: NÕu thay ®æi k1 = 1 ¸ 3 vµ k2 = 1 ¸ 2 th× a = 6 ¸ 6,9. Ta lÊy trÞ sè trung b×nh a = 6,4 øng víi k1 = 2,65 vµ k2 = 1, khi ®ã quan hÖ gi÷a bÒ m¨t truyÒn nhiÖt vµ thÓ tÝch dÇu nh­ sau: Thay (6) vµo (2) ta cã: Tõ ®©y ta cã thÓ x¸c ®Þnh thÓ tÝch dÇu cÇn thiÕt : NhiÖt ®é dÇu giíi h¹n kh«ng qu¸ 55 ¸ 60 0C, vµ nÕu nhiÖt ®é trung b×nh trong ph©n x­ëng thay ®æi tõ 20 ¸ 25 0C, th× DT = 35 0C. Víi bÓ dÇu ®Æt ngoµi kh«ng khÝ cña m¸y ta chän: k = 13 (kcal/ m2 0C giê). Thay c¸c gi¸ trÞ t×m ®­îc vµo c«ng thøc (7) ta ®­îc: Thay V vµo (6) ta cã: Thay F võa t×m ®­îc vµo c«ng thøc (3) ta cã: 1,391 = a2(1,5k1 + 1,8k2 +1,8k1k2) = a2(1,5.2,65 + 1,8.1 + 1,8.2,65.1) = a2.10,545 Chän a = 40 ( cm ) ® b = k1.a = 2,65.40 = 106 ( cm ), chän b = 110 ( cm ) ® H = k2.a = 1.40 = 40 ( cm ), chän H = 50 ( cm ) ® h = 0,8.H = 0,8.40 = 32 ( cm ), chän h = 40 ( cm ) ThÓ tÝch dÇu cÇn thiÕt lµ: V = a.b.h = 40.110.50 = 220000 ( cm3 )= 220 ( lit ) 3. Chän lo¹i dÇu sö dông. a) Yªu cÇu ®èi víi lo¹i dÇu sö dông. HÖ thèng dÇu Ðp lµm viÖc trong giíi h¹n vËn tèc, ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é kh¸ lín. Trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc nh­ thÕ, dÇu dïng trong hÖ thèng dÇu Ðp ph¶i tho¶ m·n hµng lo¹t c¸c yªu cÇu míi cã thÓ ®¶m b¶o cho c¸c c¬ cÊu lµm viÖc ®­îc b×nh th­êng. Dùa trªn nh÷ng kinh nghiÖm thùc tÕ, c¸c yªu cÇu ®èi víi dÇu cã thÓ tãm t¾t nh­ sau: - Cã kh¶ n¨ng b«i tr¬n tèt trong kho¶ng thay ®æi lín cña nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt - §é nhít Ýt phô thuéc vµo nhiÖt ®é - Cã tÝnh trung hoµ (tÝnh tr¬) víi c¸c bÒ mÆt, h¹n chÕ ®­îc kh¶ n¨ng x©m nhËp cña khÝ, nh­ng dÔ dµng t¸ch khÝ ra. - Ph¶i cã ®é nhít thÝch hîp øng víi ®iÒu kiÖn ch¾n khÝt vµ khe hë cña c¸c chi tiÕt di tr­ît nh»m ®¶m b¶o ®é rß dÇu bÐ nhÊt, còng nh­ tæn thÊt ma s¸t Ýt nhÊt. - DÇu cÇn ph¶i Ýt sñi bät, Ýt bèc h¬i khi lµm viÖc, Ýt hoµ tan trong n­íc vµ kh«ng khÝ, dÇu dÉn nhiÖt tèt. Trong nh÷ng yªu cÇu trªn dÇu kho¸ng vËt ®­îc tho¶ m·n ®Çy ®ñ nhÊt. HiÖn nay cã rÊt nhiÒu lo¹i dÇu kh¸c nhau phôc vô cho c¸c hÖ thèng truyÒn ®éng dÇu Ðp. C¸c lo¹i dÇu nµy ®­îc chÕ t¹o víi nh÷ng chÊt phô gia kh¸c nhau nh»m c¶i thiÖn nh÷ng ®Æc tÝnh nh­: §é nhít, ®é bÒn ho¸ häc vµ c¬ häc. Trong khi sö dông chÊt l­îng cña dÇu ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng ®é nhít vµ ®é bÒn. b) Lùa chän lo¹i dÇu. Trªn thùc tÕ ngµnh c«ng nghiÖp dÇu má ®· s¶n xuÊt ®­îc rÊt nhiÒu lo¹i dÇu kh¸c nhau phôc vô cho nh÷ng hÖ thèng dÇu Ðp cã nh÷ng yªu cÇu kh¸c nhau. Do ®ã khi thiÕt kÕ hÖ thèng dÇu Ðp, viÖc lùa chän lo¹i dÇu sö dông phô thuéc vµo rÊt nhiÒu yÕu tè vµ v× thÕ khã ®Ò ra nguyªn t¾c ®ång nhÊt ®Ó lùa chän, mµ chØ dùa trªn nh÷ng nguyªn t¾c tæng qu¸t. D­íi ®©y xÐt ®Õn mét sè lo¹i dÇu th«ng dông ®­îc dïng trong hÖ thèng dÇu Ðp (trong b¶ng ®Æc tÝnh c¸c lo¹i dÇu). Nguyªn t¾c chung ®Ó lùa chon dÇu lµ hÖ thèng lµm viÖc víi ¸p suÊt cao cÇn dÇu cã ®é nhít cao, vµ lµm viÖc víi vËn tèc cao cÇn dÇu cã ®é nhít thÊp. Tõ ®ã ta lùa chän lo¹i dÇu sö dông lµ dÇu c«ng nghiÖp 30 cã c¸c ®Æc tÝnh nh­ sau: Träng l­îng riªng ë 200c »900 Kg/m3 §é nhít ë 600c 27 ¸ 33 (cSt) NhiÖt ®é ng­ng tô: -150c Giíi h¹n nhiÖt ®é lµm viÖc 50c ¸ 600c. 3. Bé läc dÇu. Khi lµm viÖc dÇu bÞ nhiÔm bÈn do c¸c chÊt bÈn tõ bªn ngoµi vµo, hoÆc do chÊt bÈn trong b¶n th©n dÇu t¹o nªn. Nh÷ng chÊt bÈn Êy sÏ lµm kÑt c¸c khe hë, c¸c tiÕt diÖn ch¶y cã kÝch th­íc nhá trong c¬ cÊu dÇu Ðp g©y nªn nh÷ng trë ng¹i vµ h­ háng trong ho¹t ®éng cña hÖ thèng dÇu Ðp. Do ®ã trong c¸c hÖ thèng dÇu Ðp ®Òu dïng bé läc dÇu ®Ó ng¨n ngõa chÊt bÈn th©m nhËp vµo bªn trong c¸c c¬ cÊu ®ã. Bé läc th­êng ®Æt ë èng hót cña b¬m dÇu. Tr­êng hîp cÇn dÇu tinh khiÕt h¬n ®Æt thªm mét bé n÷a ë cöa ra cña b¬m vµ mét ë cöa ra cña hÖ thèng dÇu Ðp. Tuú thuéc vµo kÝch th­íc cña chÊt bÈn cã thÓ läc ®­îc, bé läc dÇu cã c¸c lo¹i sau: - Bé läc th«: cã thÓ läc nh÷ng chÊt bÈn cã kÝch th­íc ®Õn 0,1 (mm). - Bé läc trung b×nh: cã thÓ läc nh÷ng chÊt bÈn cã kÝch th­íc ®Õn 0,01 (mm). - Bé läc tinh: cã thÓ läc nh÷ng chÊt bÈn cã kÝch th­íc ®Õn 0,005 (mm). -Bé läc ®Æc biÖt tinh: cã thÓ läc nh÷ng chÊt bÈn cã kÝch th­íc ®Õn 0,001 (mm) Trong m¸y c«ng cô th­êng sö dông bé läc trung b×nh vµ bé läc tinh, bé läc ®Æc biÖt tinh ®­îc dïng trong phßng thÝ nghiÖm. Dùa vµo kÕt cÊu ta cã thÓ ph©n biÖt ®­îc c¸c lo¹i bé läc dÇu nh­ sau : bé läc l­íi, bé läc l¸, bé läc giÊy, bé läc nØ, bé läc nam ch©m… Ta ®i xÐt c¸c lo¹i th«ng dông nhÊt. a). Bé läc l­íi. Lµ bé läc dÇu ®¬n gi¶n nhÊt, cÊu t¹o gåm mét khung cøng vµ l­íi b»ng ®ång bao quanh. DÇu tõ ngoµi xuyªn qua c¸c m¾t l­íi vµ lç ®Ó vµo èng hót. H×nh d¸ng vµ kÝch th­íc cña bé läc l­íi rÊt kh¸c nhau tuú thuéc vµo vÞ trÝ vµ c«ng dông cña bé läc. - Do søc c¶n cña l­íi nªn dÇu khi qua bé läc bÞ gi¶m ¸p suÊt, khi tÝnh to¸n tæn thÊt ¸p suÊt cã thÓ lÊy Dp = 0,3 ¸ 0,5 (bar). - L­íi ®Ó lµm bé läc dïng lo¹i cã sè lç tõ 3100 ¸ 17000 trªn 1cm2, víi l­íi cã sè lç 17000 trªn 1 cm2 cã thÓ läc ®­îc chÊt bÈn cã kÝch th­íc trªn 0,05 (mm). Nh­îc ®iÓm cña bé läc l­íi lµ chÊt bÈn dÔ b¸m vµo m¾t l­íi vµ khã tÈy ra. Do ®ã th­êng dïng ®Ó läc th«, nh­ l¾p vµo èng hót cña b¬m.Tr­êng hîp nµy ph¶i dïng bé läc tinh ë èng ra. b). Bé läc l¸. - Bé läc l¸ lµ bé läc dÇu dïng nh÷ng l¸ thÐp máng ®Ó läc dÇu, ®©y lµ lo¹i ®­îc dïng sö dông réng r·i nhÊt trong hÖ thèng dÇu Ðp cña m¸y c«ng cô. - KÝch th­íc chÊt bÈn ®­îc läc phô thuéc vµo chiÒu dÇy l¸ thÐp, bÒ dÇy nµy thuêng lµ: 0,08; 0,12; 0,20 vµ 0,3 (mm). - Sè l¸ thÐp cÇn thiÕt sö dông phô thuéc vµo l­u l­îng cÇn läc, chóng cã gi¸ trÞ lín nhÊt lµ 1000 ¸ 1200 (l¸). Tæn thÊt ¸p suÊt lín nhÊt Dp = 4 (bar), l­u l­îng läc cã thÓ lµ 8 ¸ 100 (lÝt/ ph). - Bé läc l¸ chñ yÕu ®­îc dïng ®Ó läc th«, ­u ®iÓm lµ khi t¸ch chÊt bÈn kh«ng cÇn dõng m¸y vµ th¸o bé läc ra ngoµi. c). Bé läc giÊy. - ë nh÷ng hÖ thèng dÇu Ðp ®ßi hái ®é s¹ch cña dÇu cao, ph¶i dïng bé läc b»ng giÊy hoÆc nØ, d¹. Nh÷ng bé läc nµy cã thÓ läc ®­îc nh÷ng chÊt bÈn cã kÝch th­íc lín h¬n 0,005 (mm), ®Æc biÖt cã thÓ chÕ t¹o nh÷ng bé läc cã thÓ läc chÊt bÈn cã kÝch th­íc lín h¬n 0,002 (mm). - Bé läc giÊy cã thÓ chÕ t¹o víi l­u l­îng Q = 10 ¸ 120 (lit/ ph) víi ¸p suÊt lín nhÊt pmax = 210 (bar). Nh­îc ®iÓm cña nã lµ chãng bÈn vµ viÖc tÈy s¹ch phøc t¹p h¬n c¸c lo¹i trªn. d). TÝnh to¸n bé läc dÇu. §Ó tÝnh to¸n bé läc dÇu, ng­êi ta dïng c«ng thøc tÝnh l­u l­îng ch¶y qua l­íi läc. Trong ®ã : Q = 50 (l/ph) lµ l­u l­îng qua bé läc dÇu. A (cm2) diÖn tÝch toµn bé bÒ mÆt läc. Dp = p1 – p2 = 0,4 (bar) lµ hiÖu ¸p cña bé läc. h = 27.10-2 [poise] ®é nhít ®éng lùc cña dÇu. a [ l/ cm2ph] hÖ sè läc, ®Æc tr­ng cho l­îng dÇu ch¶y qua bé läc trªn ®¬n vÞ diÖn tÝch vµ thêi gian [l/ cm2ph]. Gi¸ trÞ cô thÓ tuú thuéc vµo ®Æc ®iÓm cña bé läc víi bé läc sö dông lµ bé läc l­íi ta cã a = 0,05 [ l/ cm2ph]. Ta chän bé läc dÇu trªn c¬ së diÖn tÝch A ®­îc suy ra tõ c«ng thøc trªn. Thay sè ta ®­îc: 4. §­êng èng dÉn dÇu. - §Ó nèi liÒn c¸c phÇn tö ®iÒu khiÓn víi c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh, víi hÖ thèng biÕn ®æi n¨ng l­îng ( b¬m dÇu, ®éng c¬ dÇu ) ng­êi ta dïng c¸c èng dÉn, èng nèi. - èng dÉn dïng trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn b»ng thuû lùc phæ biÕn lµ èng dÉn cøng (èng ®ång, èng thÐp) vµ èng mÒm (v¶i cao su vµ èng mÒm kim lo¹i cã thÓ lµm viÖc ë nhiÖt ®é 1350C). - èng dÉn cÇn ®¶m b¶o ®é bÒn c¬ häc vµ tæn thÊt ¸p suÊt trong èng nhá nhÊt - èng ®ång cã ­u ®iÓm lµ dÔ lµm biÕn ®æi h×nh d¸ng nh­ng ®¾t. V× thÕ víi nh÷ng èng dÉn cã tiÕt diÖn lín vµ kh«ng cÇn uèn cong nhiÒu ng­êi ta th­êng dïng èng thÐp, thÝ dô nh­ ë èng dÉn chÝnh, èng hót vµ èng nÐn cña b¬m dÇu. Trong hÖ thèng dÇu Ðp th­êng cã nh÷ng bé phËn di ®éng. §Ó nèi liÒn chóng víi nh÷ng bé phËn cè ®Þnh ng­êi ta dïng c¸c lo¹i èng mÒm. Nh­îc ®iÓm cña lo¹i èng nµy lµ thÓ tÝch bÞ thay ®æi khi ¸p suÊt t¨ng. Dï lµ lo¹i èng nµo th× còng ph¶i ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn sau: - §¶m b¶o ®é bÒn c¬ häc vµ tæn thÊt ¸p suÊt nhá nhÊt. - C¸c èng dÉn cµng ng¾n cµng tèt, Ýt bÞ uèn cong ®Ó tr¸nh sù biÕn d¹ng cña tiÕt diÖn vµ sù ®æi h­íng chuyÓn ®éng cña dÇu. XuÊt ph¸t tõ ph­¬ng tr×nh l­u l­îng dÇu ch¶y qua èng: Víi: Q [lÝt/phót] v : vËn tèc ch¶y trong èng : v(m/s) Ta cã ®­êng kÝnh èng lµ: VËn tèc ch¶y trong èng th­êng dïng: èng hót : v=1,5 ¸ 2 m/s èng nÐn : v=3 ¸ 5 m/s §Ó kiÓm tra bÒn cña èng ng­êi ta dïng c«ng thøc sau: ë ®©y [s] :øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu lµm èng. VËt liÖu lµm èng lµ thÐp §ång : Gang : P : ¸p suÊt lín nhÊt cña dÇu trong èng [bar] s : BÒ dµy cña thµnh èng Nh­ vËy ta tÝnh cho ®o¹n èng hót: Pmax = 23 Mpa = 230 bar Ta lÊy vËn tèc cña dÇu trong èng hót lµ: vhót = 2 m/s Þ Ta lÊy dhót = 10 mm. Chän vËt liÖu lµm èng hót lµ thÐp Þ Ta cã : Þ VËy ta chän bÒ dÇy cña èng hót lµ : s = 3 mm. TÝnh to¸n cho ®o¹n èng nÐn: Chän vËn tèc cña ®o¹n èng nÐn lµ: vnÐn = 4 m/s Þ LÊy dnÐn =8 mm. Chän vËt liÖu lµm èng nÐn lµ thÐp Þ Ta cã : Þ VËy ta chän bÒ dÇy cña èng hót lµ :s = 2.5 mm. 5- Chän c¬ cÊu ®iÒu khiÓn vµ ®iÒu chØnh a)Van an toµn Van an toµn dïng ®Ó ®Ò phßng qu¸ t¶i trong hÖ thèng dÇu Ðp Khi ¸p suÊt dÇu trong hÖ thèng dÇu Ðp v­ît qu¸ møc ®iÒu chØnh van an toµn më ra ®Ó ®­a dÇu vÒ bÓ dÇu do ®ã ¸p suÊt gi¶m xuèng . Sè l­îng van sö dông lµ 4 c¸i . vÞ trÝ ®­îc x¸c ®Þnh trªn s¬ ®å thuû lùc C¬ së chän van - L­u l­îng lín nhÊt Qmax = 50 (l/ph) - ¸p suÊt lín nhÊt Pmax = 230 (bar) - Tæn thÊt ¸p suÊt qua van Dp = 2 (bar) b). Van tiÕt l­u Van tiÕt l­u dïng ®Ó ®iÒu chØnh l­u l­îng dÇu do ®è ®iÒu chØnh vËn tèc cña c¬ cÊu chÊp hµnh trong hÖ thèng dÇu Ðp Van tiÕt l­u cã thÓ ®Æt ë ®­êng vµo huÆc ®­êng ra cña c¬ cÊu chÊp hµnh Van tiÕt l­u cã hai lo¹i chÝnh lµ van tiÕt l­u ®iÒu chØnh däc trôc vµ van tiÕt l­u ®iÒu chØnh quanh trôc. C¬ së chän van tiÕt l­u: - L­u l­îng lín nhÊt Qmax = 50 (l/ph). - ¸p suÊt lín nhÊt Pmax = 230 (bar) - Tæn thÊt ¸p suÊt qua van Dp = 2 (bar) Ký hiÖu van tiÕt l­u ®­îc chän lµ G77 – 14, nã ®­îc ®Æt ë ®­êng ra cña c¬ cÊu chÊp hµnh, cã c¸c ®Æc tÝnh sau: - L­u l­îng 0,1 ¸ 70 (l/ph). - ¸p suÊt lín nhÊt:230 (bar) c). Van ®¶o chiÒu Van ®¶o chiÒu lµ mét lo¹i c¬ cÊu ®iÒu khiÓn dïng ®Ó ®ãng më c¸c èng dÉn ®Ó khëi ®éng c¸c c¬ cÊu biÕn ®æi n¨ng l­îng, dïng ®Ó ®¶o chiÒu chuyÓn ®éng cña c¸c xilanh truyÒn lùc hay ®éng c¬ dÇu b»ng c¸ch thay ®æi h­íng chuyÓn ®éng cña dÇu Ðp. C¸c th«ng sè ®Æc tr­ng lùa chän van ®¶o chiÒu : - L­u l­îng lín nhÊt Qmax = 50 (l/ph) - ¸p suÊt lín nhÊt Pmax = 230 (bar) - Tæn thÊt ¸p suÊt qua van Dp = 2 (bar) Ký hiÖu van ®¶o chiÒu ®­îc chän lµ: HV02542A – 220, cã c¸c ®Æc tÝnh sau: - ¸p lùc lµm viÖc lín nhÊt 230 bar. - L­u l­îng lín nhÊt 50 (l/ph). - Tæn thÊt qua van 2 bar. d) Van mét chiÒu ®iÒu khiÓn ®­îc h­íng chÆn: Nguyªn lý ho¹t ®éng: Khi dÇu ch¶y tõ A qua B van thùc hiÖn theo nguyªn lý van mét chiÒu nh­ng khi dÇu ch¶y tõ B qua A thi ph¶i cã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu bªn ngoµi t¸c ®éng vµo cöa X. C¸c th«ng sè ®Æc tr­ng lùa chän van mét chiÒu: Ký hiÖu van mét chiÒu ®­îc chän lµ: Van ë vÞ trÝ 16 trong m¹ch thuû lùc: KÝ hiÖu G51-25, cã c¸c ®Æc tÝnh sau: - ¸p lùc lµm viÖc lín nhÊt 230 bar. - L­u l­îng lín nhÊt 150 (l/ph). - Tæn thÊt qua van 2 bar. Van ë vÞ trÝ 7 trong m¹ch thuû lùc: KÝ hiÖu G51-24, cã c¸c ®Æc tÝnh sau: - ¸p lùc lµm viÖc lín nhÊt 230 bar. - L­u l­îng lín nhÊt 70 (l/ph). - Tæn thÊt qua van 2 bar. C¸c ký hiÖu th­êng dïng trong s¬ ®å thuû lùc §éng c¬ vµ b¬m C¬ cÊu ph©n phèi con tr­ît c¬ cÊu ®iÒu khiÓn C¬ cÊu ®iÒu chØnh ¸p suÊt C¬ cÊu ®iÒu chØnh l­u l­îng Van mét chiÒu C¸c c¬ cÊu kh¸c 5.2 So s¸nh viÖc ®iÒu khiÓn hÖ thèng thuû lùc cho m¸y xÊn b»ng PLC vµ b»ng hÖ thèng tiÕp ®iÓm R¬ le ( hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÖn). Mét vÊn ®Ò ®Æt ra ë ®©y n÷a lµ t¹i sao ph¶i øng dông PLC cho m¸y. a) Ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn b»ng PLC. Nh­ phÇn tr×nh bµy vÒ lý thuyÕt PLC ë c¸c ch­¬ng tr­íc. ViÖc ®iÒu khiÓn b»ng PLC cã nh÷ng ­u ®iÓm sau: C¸c bé PLC cã kÕt cÊu nhá gän ®iÒu nµy rÊt thÝch hîp cho c¸c m¸y mãc c«ng nghiÖp thay v× ph¶i sö dông c¸c thiÕt bÞ truyÒn dÉn cång kÒnh nh­ R¬ le , c¸c c«ng t¾c cøng, c¸c ®­êng d©y cøng. Bé PLC ®Æc tr­ng cho mét m¸y tÝnh cã sù tiªu hao ®iÖn n¨ng thÊp, tèc ®é truy cËp nhanh vµ cã tÝnh linh ho¹t cao. Bé PLC ®­îc trang bÞ mét ng«n ng÷ lËp tr×nh rÊt tiÖn dông cho ng­êi sö dông ®ã lµ ng«n ng÷ lËp tr×nh bËc thang. ChÝnh nhê ®ã ®· t¹o ra tÝnh linh ho¹t cho PLC. Khi muèn thay ®æi tÝnh chÊt cña c«ng viÖc th× PLC cã thÓ ®­îc lËp tr×nh l¹i ®Ó cho phï hîp víi c«ng viÖc ®ã. C¸c bé PLC rÊt thÝch hîp cho viÖc ®iÒu khiÓn bÊt kú mét hÖ thèng thuû lùc nµo. Kh¶ n¨ng chÞu ®ùng trong m«i tr­êng lµm viÖc tèt, khi dïng PLC cã thÓ kiÓm so¸t ®­îc m«i tr­êng trong c¸c xÝ nghiÖp, toµ nhµ… PLC cã ®é tin cËy cao, Ýt bÞ háng h¬n so víi c¸c R¬ le , söa ch÷a còng nhanh chãng vµ gän gµng h¬n. MÆt kh¸c gi¸ cña mét bé PLC còng kh«ng ph¶i lµ qu¸ ®¾t vÝ dô: gi¸ cña mét bé PLC CPM1 cña h·ng OMRON kho¶ng 350$, víi kinh phÝ trªn ta chØ cã thÓ mua ®­îc vµi chôc R¬ le trong khi ®ã bé CPM1 cã thÓ thay thÕ ®Õn hµng tr¨m R¬ le . b) Ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn b»ng c¸c R¬ le. ë ph­¬ng ph¸p nµy tÝnh chÊt c«ng viÖc vÉn ®­îc thùc hiÖn tèt tuy nhiªn nã cã mét sè nh­îc ®iÓm sau: kh¸ cång kÒnh, chiÕm mét kho¶ng kh«ng gian kh¸ lín. Møc ®é tù ®éng ho¸ cßn ch­a cao. §é tin cËy cña hÖ thèng cßn ch­a cao ®Æc biÖt lµ trong m«i tr­êng lµm viÖc kh«ng tèt. VÝ dô nh­ m«i tr­êng cã ®é Èm cao…. Khi cã sù cè th× rÊt khã kh¨n trong viÖc söa ch÷a vµ thay thÕ do hÖ thèng d©y vµ tiÕp ®iÓm R¬ le qu¸ lín. Sù tiªu hao n¨ng l­îng lín. Lín h¬n rÊt nhiÒu so víi PLC. Tuy nhiªn bªn c¹nh ®ã ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn b»ng c¸c R¬ le tiÕp ®iÓm còng cã ­u ®iÓm nh­ : Trong c¸c hÖ thèng thuû lùc nhá th× viÖc sö dông c¸c R¬ le tiÕp ®iÓm l¹i mang l¹i hiÖu qu¶ cao h¬n vÒ mÆt kinh tÕ. Tõ nh÷ng ®Æc ®iÓm vµ tÝnh chÊt trªn. ViÖc øng dông PLC cho m¸y xÊn ®Ó thay thÕ viÖc ®iÒu khiÓn hÖ thèng thuû lùc theo ph­¬ng ph¸p cò lµ hoµn toµn thÝch hîp vµ ®óng ®¾n, bªn c¹ch ®ã nã còng phï hîp víi xu h­íng tù ®éng ho¸ hiÖn nay. Trong thùc tÕ hiÖn nay th× PLC kh«ng chØ ®­îc øng ®ông trong viÖc ®iÒu khiÓn thuû lùc mµ cßn ®­îc øng dông trong rÊt nhiÒu c¸c lÜnh vùc kh¸c. 5.3 Ph©n bè c¸c thiÕt bÞ vµo ra cho viÖc ®iÒu khiÓn b»ng PLC vµ x©y dùng ch­¬ng tr×nh thang. XuÊt ph¸t tõ s­ ®å thuû lùc vµ b¶ng tr¹ng th¸i cña m¸y ta cÇn ph¶i x©y dùng mét ch­¬ng tr×nh thang cho PLC . Ghi chó: C¸c lÖn ®­îc sö dông trong ch­¬ng tr×nh thang ®­îc viÕt theo chuÈn PLC CPM1 cña OMRON. Ph©n bè c¸c thiÕt bÞ vµo ra: C¸c thiÕt bÞ vµo: §Þa chØ ThiÕt bÞ vµo 00000 C«ng t¾c khëi ®éng ®éng c¬ 00001 C«ng t¾c t¾t ®éng c¬ 00002 Sensor ®o ¸p suÊt dÇu 00003 C«ng t¾c t¾t tr¹ng th¸i treo 00004 C«ng t¾c chuyÓn sang tr¹ng th¸i II 00005 C«ng t¾c chuyÓn sang tr¹ng th¸i III 00006 Bµn ®¹p ph¶i 00007 C«ng t¸c giíi h¹n hµnh tr×nh Ðp 00008 Bµn ®¹p tr¸i 00009 C«ng t¸c giíi h¹n hµnh tr×nh trªn 00010 C«ng t¸c giíi h¹n xuèng chËm C¸c thiÕt bÞ ra: §Þa chØ ThiÕt bÞ ra 01000 §éng c¬ ba pha 01001 Cuén Solenoid Yv2a 01002 Cuén Solenoid Yv1a 01003 Cuén Solenoid Yv4 01004 Cuén Solenoid Yv2b 01005 Cuén Solenoid Yv3 01006 Cuén Solenoid Yv1b C¸c thiÕt bÞ ra kh¸c: §Þa chØ ThiÕt bÞ kh¸c TIM000, 001, 003 #0050 Bé ®Þnh thêi Ðp ®Þnh h×nh 5 gi©y TIM002, 004 #0020 Bé ®Þnh thêi x¶ ¸p lùc 2 gi©y TIM005 #0450 Bé ®Þnh thêi lÊy s¶n phÈm 45 gi©y 20000 R¬ le phô 20001 R¬ le phô 20002 R¬ le phô 20003 R¬ le phô 20004 R¬ le phô C¸c lÖnh trong PLC OMRON KÕt LuËn: Víi h¬n 100 trang thuyÕt minh vµ h¬n 15 b¶n vÏ nhãm sinh viªn lµm ®å ¸n tèt nghiÖp chóng em ®· gi¶i quyÕt ®­îc nh÷ng c«ng viÖc sau: -Giíi thiÖu tæng thÓ vÒ PLC còng nh­ ®Æc tÝnh vµ ph¹m vi øng dông cña PLC trong lÜnh vùc ®iÒu khiÓn tù ®éng. -Giíi thiÖu vÒ c¸c ph­¬ng ph¸p lËp tr×nh chung cho PLC (ph­¬ng ph¸p bËc thang) cïng mét sè øng dông nhá. -Giíi thiÖu vµ ph­¬ng ph¸p lËp tr×nh cho PLC cña h·ng OMRON trªn phÇn mÒm Syswin vµ b»ng Console qua c¸c lÖnh lËp tr×nh phæ biÕn. Tõ nh÷ng tiÒn ®Ò trªn em ®· øng dông vµo c«ng viÖc ®iÒu khiÓn tù ®éng cho m¸y xÊn t«n do Trung Quèc s¶n xuÊt hiÖn ®ang sö dông t¹i nhµ m¸y kho¸ Minh Khai.Nh­ng do thêi gian bÞ h¹n chÕ, còng nh­ kiÕn thøc vµ kinh nghiÖm b¶n th©n cßn Ýt cho nªn c¸c qu¸ tr×nh tù ®éng cña m¸y ch­a ®­îc hoµn thiÖn. Nhãm sinh viªn chóng em míi c¶i tiÖn vµ tù ®éng ®­îc phÇn Ðp ®Þnh h×nh cña m¸y. Cßn phÇn ®iÒu khiÓn cèi vµ c÷ chÆn vÉn ch­a ®­îc ®iÒu khiÓn tù ®éng mµ vÉn ph¶i ®iÒu khiÓn c¬ thuÇn tuý. Vµ tõ ®ay còng më ra mét ph­¬ng h­íng nghiªn cøu trong t­¬ng lai ®ã lµ tù ®éng ho¸ toµn bé m¸y xÊn theo c¶ hai trôc OX vµ OY Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n do kiÕn thøc vµ kinh nghiÖm cña chóng em cßn rÊt h¹n chÕ nªn kh«ng tr¸nh khái mét sè sai sãt, kÝnh mong c¸c thÇy c« trong bé m«n nhËn xÐt vµ ®ãng gãp ý kiÕn. §ã sÏ lµ nh÷ng kinh nghiÖm, tri thøc hÕt søc quý b¸u gióp chóng em trong c«ng viÖc thùc tÕ sau nµy. Mét lÇn n÷a chóng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy D­¬ng Minh TuÊn, thÇy NguyÔn §×nh B¶ng lµ c¸c thÇy ®· trùc tiÕp h­íng dÉn vµ chØ b¶o tËn t×nh gióp chóng em hoµn thµnh ®å ¸n tèt nghiÖp nµy. Tµi liÖu tham kh¶o: Tªn tµi liÖu T¸c gi¶ 1. M¸y thuû lùc thÓ tÝch Ts. Hoµng ThÞ BÝch Ngäc 2. HÖ thèng ®iÒu khiÓn b»ng thuû lùc Ts. NguyÔn Ngäc Ph­¬ng Ths.Huúnh NguyÔn Hoµng 3.TruyÒn ®éng dÇu Ðp trong m¸y c¾t kim lo¹i NguyÔn Ngäc Can-Bé m«n m¸y c¾t KL-§HBK-HN 4. §iÒu khiÓn l«gÝc lËp tr×nh PLC Khoa C¬ khÝ CTM-§H S­ Ph¹m Kü ThuËt-TPHCM 5.Tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt Pgs.Ts. TrÇn V¨n §Þch Pgs.Ts. TrÇn Xu©n ViÖt Ts. NguyÔn Träng Doanh Ths. L­u V¨n Nhang 6. Power Pneumatics Michael J Pinches & Brian J Callear 7. Programming Tool for OMRON Programmable Logic Controllers H·ng OMRON 8. CPM1A Programmable Controllers Operation Manual H·ng OMRON 9. CPM2A Programmable Controllers Operation Manual H·ng OMRON 10. C¶m biÕn vµ øng dông D­¬ng Minh TrÝ 11. C¶m biÕn trong kü thuËt ®o l­êng vµ ®iÒu khiÓn Lª V¨n Doanh Ph¹m Th­îng Hµn NguyÔn V¨n Hoµ Vâ Thanh S¬n §µo V¨n T©n