Luận văn Nghiên cứu hệ điều khiển của máy khử độ co vải

Không tự khởi động 1= Tự khởi động P016 Khởi động trong chế độ đang quay Cho phép biến tần khởi động khi môtơ đang quay Dưới mức bình thường không cho phép biến tần cho động cơ chạy từ 0Hz. Tuy nhiên mô tơ vẫn còn - 39 - quay bởi tải kéo nó sẽ làm cho động cơ dừng trước khi quay ngược lại 0= Khởi động bình thường 1= Khởi động lại sau khi có nguồn, lỗi hoặc OFF2 (nếu P018=1) 2= Khởi động lại bất kỳ thời điểm nào (có tác dụng trong tình huống động cơ quay bởi tải 3= như P016=1 biến tần sẽ chỉ khởi động lại môtơ theo chiều quay đã đặt 4= như P016=2 biến tần sẽ chỉ khởi động lại môtơ theo chiều quay đã đặt P017 Kiểu đường cong 1=tiếp tục tạo đường cong (như ở P004) 2=không tiếp tục tạo đường cong P018Tự khởi động sau khi bị lỗi 0= Không thể 1= Biến tần sẽ khởi động 5 lần sau khi bị lỗi. Nếu lỗi không xoá được sau 5 lần khởi động biến tần sẽ giữ nguyên tình trạng lỗi. Trên màn hình đèn báo lỗi sẽ nhấp nháy P019 Nhảy tần số theo một dãy: P021 Tần số tương tự nhỏ nhất Tần số tương ứng với giá trị tương tự đầu vào. Ví dụ: 0V/0mA hoặc 2V/4mA được xác định bởi P023 và cài đặt của DIP bằng lựa chọn các công tắc 1, 2, 3. Có thể đặt một giá trị cao hơn P022 để có quan hệ nghịch giữa đầu vào tương tự và tần số ra P022 Tần số tương tự lớn nhất Tần số tương ứng với giá trị tương tự đầu vào lớn nhất. Ví dụ: 10V hoặc 20mA được xác định bởi P023 và cài đặt của DIP bằng lựa chọn các công tắc 1, 2, 3. Có thể đặt một giá trị thấp hơn P021 để có quan hệ nghịch giữa đầu vào tương tự và tần số ra - 40 - Chú ý: Tần số ra giới hạn bởi giá trị đặt trong P012/P013 P023 Kiểu đầu vào tương tự 1: Cài đặt kiểu đầu vào tương tự 1 quan hệ với việc cài đặt của DIP các công tắc lựa chọn 1, 2, 3 0= 0V đến 10V/ 0 đến 20mA đầu vào đơn cực 1= 2V đến 10V/ 4 đến 20mA đầu vào đơn cực 2=2V đến 10V/ 4 đến 20mA đầu vào đơn cực Với điều khiển Start/ stop khi sử dụng đầu vào điều khiển tương tự 3= -10V đến +10V đầu vào lưỡng cực, -10V tương đương quay ngược ở tốc độ cài đặt ở P021, +10V tương đương quay thuận ở tốc độ cài đặt ở P022 Ghi chú: Cài đặt P023=2 sẽ không làm việc trừ khi bị ảnh hưởng bởi phần điều khiển ở dưới (ví dụ: P091=0 hoặc 4) và V> 1V hoặc 2mA P024 Bổ xung điểm đặt tương tự: Nếu biến tần không ở chế độ tương tự (P006=0 hoặc2) thì cài đặt thông số này: 0= Không thêm các điểm đặt tần số cơ bản tương tự như trong P006 1=Thêm đầu vào tương tự 1 cho điểm đặt tần số cơ bản giống như P006 2= tỷ lệ của điểm đặt cơ bản bởi đầu vào tương tự 1 trong phạm vi 0=100 P025 Đầu ra tương tự 1 Đưa ra dải đầu ra tương tự 1 theo bảng Sử dụng dải 0-5 nếu giá trị đầu ra min là 0mA P02 P02 P02 P02 f V/I - 41 - Sử dụng dải 100-105 nếu giá trị đầu ra min là 4mA P025= Lựa chọn Giới hạn đầu ra tương tự 0 / 4mA 20mA 0/100 Tần số đầu ra 0Hz Tần số đầu ra (P013) 1/101 Tần số đặt 0Hz Tần số đặt (P013) 2/102 Giới hạn động cơ 0A Giới hạn đầu ra max (P083P086/100) 3/103 Kết nối điện áp một chiều 4/104 Momen động cơ 250 +250 (100=P0859,55/P082 Nm) Tốc độ động cơ danh nghĩa (P082) 5/105 Tốc độ động cơ 0 P040 Thời điểm dừng 0- Không có chức năng 1-Ở chế độ vận hành bình thường thời gian giảm tốc xác định bằng giá trị đặt trong P013tới 0. Cài đặt P040 tới 1 sẽ tự động đặt lại tỷ lệ thời gian giảm tốc mà môtơ sẽ luôn dừng ở cùng thời điểm không phụ thuộc vào tần số làm việc - 42 - Ví dụ:P003=1s, P013=50Hz, P012=0Hz Nếu môtơ chạy ở 50Hz thì có lệnh dừng môtơ sẽ dừng trong 1s, Nếu môtơ chạy ở 25Hz môtơ sẽ dừng trong 2s, và nếu môtơ đang chạy ở 5Hz môtơ sẽ dừng trong 10s. Với mỗi trường hợp môtơ sẽ dừng ở vị trí tương ứng P042 Tần số cố định 2(Hz): Có hiệu lực với P006=2 và P054=6 hoặc 18, hoặc P053-55=17 P043 Tần số cố định 3 (Hz): Có hiệu lực với P006=2 và P053=6 hoặc 18, hoặc P053-55=17 P044 Tần số cố định 4 (Hz): Có hiệu lực với P006=2 và P052=6 hoặc 18, hoặc P053-55=17 P045 Đặt giá trị đảo ngược cho tần số cố định 1-4: Đặt chiều quay cho tần số cố định FF1 FF2 FF3 FF4 P045=0     P045=1     P045=2     P045=3     P045=4     P045=5     P045=6     P045=7     Thời điểm Có lệnh - 43 -  Giá trị đặt không đảo ngược  Giá trị đặt đảo ngược P046 Tần số cố định 5(Hz) Có hiệu lực với P006=2 và P051=6 hoặc 18, hoặc P053-55=17 P047 Tần số cố định 6(Hz) Có hiệu lực với P006=2 và P356=6 hoặc 18, hoặc P053-55=17 P048 Tần số cố định 7(Hz) Có hiệu lực với P006=2 và P053-55=17 P047 Tần số cố định 6(Hz) Có hiệu lực với P006=2 và P053-55=17 P045 Đặt giá trị đảo ngược cho tần số cố định 1-4: Đặt chiều quay cho tần số cố định FF5 FF6 FF7 FF8 P045=0     P045=1     P045=2     P045=3     P045=4     P045=5     P045=6     P045=7      Giá trị đặt không đảo ngược  Giá trị đặt đảo ngược P051 Lựa chọn chức năng điều khiển, DIN1 (cổng 5), giá trị tần số thứ 5 P052 Lựa chọn chức năng điều khiển, DIN2, (cổng 6) giá trị tần số thứ 4 P053 Lựa chọn chức năng điều khiển, DIN3, (cổng 7) giá trị tần số thứ 3. *Các lỗi thường gặp khi sử dụng và cài đặt biến tần F001 Quá áp F002 Quá dòng F003 Quá tải F004 Quá nhiệt động cơ F005 Quá nhiệt biến tần F008 Giao thức USS không hoạt động F009 Điện áp thấp F010 Lỗi thiết lập F011 Lỗi giao diện trong - 44 - F012 Nút ngắt tự động bên ngoài F013 Lỗi chương trình F057 Thời gan trễ khi lỗi F075 Quá dòng khi giảm tốc F101 Lỗi giao diên trong F106 Lỗi thông số P006 F112 Lỗi thông số P012/P013: Đặt lại thông số P012< P013 F151-F156 Lỗi thông số đầu vào số: Đổi cài đặt đầu vào số P051 đến P055 và P356 F118 Lỗi hiệu chỉnh tự động F201 Lỗi P006 =1 trong khi P201= 2: Thay đổi thông số P006 hoặc P201 F212 Lỗi thông số P211/P212: Đặt lại thông số P211<P212 F231 Dòng đầu ra không cân bằng: Xem F002 - 45 - CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ VÀ CƠ CẤU CHỈNH BĂNG TẢI 3.1.ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ: Nhiệt độ cần điều khiển ở máy khử độ co vải này là nhiệt độ của giàn nhiệt sợi đốt để làm khô vải nó đóng vai trò vô cùng quan trọng, trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng của vải sau khi sử lý. Nếu nhiệt độ cao quá sẽ làm cho vải sau khi sử lý sẽ bị co lại nhanh quá dẫn đến tuổi thọ của vải giảm hoặc nếu không trong quá trình sử dụng vải sẽ lại bị dãn. Ngược lại nếu nhiệt độ thấp quá thì sẽ không làm vải khô được và khi đem vào sử dụng thì vải sẽ bị co lại. Với mỗi loại vải mà có nhiệt độ cần thiết khác nhau để sử lý vải cho phù hợp. Chính vì vậy để điều khiển chính xác được nhiệt độ thì chất lượng vải sau khi sử lý sẽ đạt được theo mong muốn. Để điều khiển được chính xác nhiệt độ thì điều quan trọng phải có được phần tử cảm nhận được nhiệt độ chính xác, và thông qua đó có cơ cấu chấp hành để đóng cắt sợi đốt hợp lý sao cho nhiệt độ đạt được theo yêu cầu. Trước đây để điều khiển nhiệt độ người ta thường dùng các thermostart để điều khiển nhiệt độ. Với loại rơ le này nhiệt độ trênh lệch so với nhiệt độ đặt lên đến 35%-40% do đó với những trường hợp yêu cầu nhiệt độ chính xác thì không thể dùng được. Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của ngành thiết bị điện tử các bộ điều khiển nhiệt độ có độ chính xác cao ra đời đáp ứng được các yêu cầu ngày càng cao trong vấn đề điều khiển. 3.1.1Tính chọn cảm biến nhiệt độ: Để đo được chính xác được trị số của một giá trị nhiệt độ là một vấn đề không hề đơn giản. Thực vậy, phần lớn các đại lượng vật lý đều có thể xác định một cách định lượng nhờ so sánh chúng với một một đại lượng cùng bản chất được coi là đại lượng so sánh. Những đại lượng như vậy gọi là đại lượng mở rộng bởi vì chúng có thể được xác định bằng bội số hoặc ước số của đại lượng chuẩn (đại lượng so sánh). Ngược lại nhiệt độ là đại lượng gia tăng: việc nhân, chia nhiệt độ không có mộtý nghĩa vật lý rõ ràng. Bởi vậy nghiên cứu cơ sở vật lý để thiết lập thang đo nhiệt độ để có thể đo được nhiệt độ. Có nhiều cách đo nhiệt độ, trong đó có thể kể ra có các cách đo sau: -Phương pháp quang dựa trên sự phân bổ bức xạ nhiệt do dao động nhiệt. -Phương pháp cơ dựa trên sự dãn nở của vật rắn, của chất lỏng hoặc khí (với áp suất không đổi), hoặc dựa trên tốc độ âm -Phương pháp điện dựa trên sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ. Ở đây ta dùng phương pháp điện sử dụng cặp nhiệt điện để đo nhiệt độ. Cặp nhiệt điện có cấu tạo gồm hai dây dẫn A và B được nối với nhau bởi hai mối hàn có nhiệt độ T1 và T2. Suất điện động E phụ thuộc vào bản chất vật liệu làm các dây dẫn A, B và vào nhiệt độ T1, T2. Thông thường nhiệt độ của một mối hàn được giữ - 46 - ở một giá trị không đổi và biết trước, được gọi là nhiệt độ chuẩn (T1=Tref). Nhiệt độ T2 của mối hàn thứ hai, khi đặt trong môi trường nghiên cứu nó sẽ đạt tới giá trị Tc chưa biết. Nhiệt độ Tc là hàm của nhiệt độ Tx và của các quá trình trao đổi nhiệt có thể xảy ra. Dải nhiệt độ làm việc đối với một cặp nhiệt điện thường bị hạn chế. Ở nhiệt độ thấp năng suất nhiệt điện của nó giảm đi. Ở nhiệt độ cao cặp nhiệt điện có thể bị nhiễm bẩn do môi trường đo hoặc xảy ra hiện tượng bay hơi một trong các chất thành phần của hợp kim làm cặp nhiệt điện, hoặc là bị tăng kích thước hạt tinh thể dẫn đến làm tăng độ dòn cơ học, thậm chí có thể bị nóng chảy. Bảng dưới đây liệt kê một số loại cặp nhiệt điện thường gặp trong thực tế. Cặp nhiệt điện Nhiệt độ làm việc, 0C E, mV Độ chính xác Đồng/Constantan  =1,63mm -270 370 -6,258 đến 19,027 (-1000C  -400C): 2% (-400C 1000C):  0,8% (1000C3500C):  0,75% Sắt/Constantan  = 3,25mm -210 800 -8,096 đến 45,498 (00C4000C):  3% (4000C8000C):  0,75% Cromel/Alumel =3,25mm -2701250 -5,354 đến 50,633 (00C4000C):  3% (4000C12500C):  0,75% Cromel/Constantan =3,25mm -270  870 -9,835 đến 66,473 (00C4000C):  3% (4000C12500C):  0,75% Platin-Rodi(10%)/Platin =0,51mm -50 1500 -0,236 đến 15,576 (00C6000C):  2,5% (6000C15000C):  0,4% Platin-Rodi(13%)/Platin =0,51mm -50 1500 -0,226 đến 17,445 (00C5380C):  1,4% (5380C15000C):  0,25% Platin-Rodi(30%)/Platin =0,51mm 0 1700 0 đến 12,426 (8700C17000C):  0,5% - 47 - Wonfram-Reni(5%)/ Wonfram-Reni(26%) 0  2700 0 đến 38,45 - 48 - Hình 3-23: Sơ đồ đo nhiệt độ Khi nhiệt độ thay đổi ở đầu cảm biến đo thì sức điện động sinh ra trong cặp nhiệt điện cũng thay đổi theo. Tín hiệu này sẽ được đưa vào đầu vào của rơ le nhiệt độ và báo cho ta biết nhiệt độ tại khu vực đo là bao nhiêu. Đồng thời nó so sánh với nhiệt độ mà ta đặt, nếu nhiệt độ đo được thấp hơn nhiệt độ đặt thì tín hiệu ra sẽ cấp điện để đóng sợ đốt. Nếu nhiệt độ đo được cao hơn nhiệt độ đặt thì tín hiệu ra khỏi rơle sẽ ngắt điện cấp cho sợi đốt 3.1.2. Đồng hồ điều chỉnh nhiệt độ Có nhiều loại đồng hồ dùng để điều khiển nhiệt độ nhưng ở máy này ta dùng loại E5CN của OMRON chế tạo: ALM1 ALM2 HA ALM3 OUT1 OUT2 CMW STOP MANU OTT PV SV E5CN OMRON Hình 3-24: Mặt điều khiển A Nguồ n Ra E - 49 - + - m A V A B B + +- A la rm o ut pu t A la rm 1 /H ea rte r b um ou t a la rm A la rm 2 In pu t p ow er su pp ly 10 0- 24 0V A C ty pe 54321 1514131211 109876 Co nt ro l o up ut 1 R el ay o ut pu t 25 0V 3 A V ol ta ge o ut pu t 12 V 2 1m A Cu rr en t o ut pu t D C 4- 20 m A D C 0- 20 m A Co nt ro l o ut pu t1 + - Hình 3-25: Thông số đặt - 50 - 11 12 13 14 15 EV 1 EV 2 CT 1 E ve nt In pu ts an d CT 11 12 13 14 15 CT 1 Co m m un ic at io ns an d 2C Ts V ol tg at e O ut pu t an d CT CT 1 1514131211 R S4 85 A B CT 1 11 12 13 14 15 A B Co nt ro l o ut pu t2 Co m m un ic at io ns an d V ol ta ge O ut pu t R S4 85 D O N O T U SE + - -+ Co nt ro l o ut pu t2 D O N O T U SE Co nt ro l o ut pu t2 V ol tg at e ou tp ut : 12 V D C, 2 1m A Hình 3-26: Thông số đặt - 51 - 3.1.3 Cài đặt chương trình Hình 3-37: Sơ đồ đấu dây -Để đặt nhiệt độ ta sử dụng nút ,  trên mặt điều khiển. Các thông số nhiệt độ đặt sẽ hiện ở màn hình thứ 2, các thông số nhiệt độ mà cảm biến nhận được từ vật cần đo sẽ hiển thị ở màn hình 1 -Đặt nhiệt độ giới hạn cao nhất cho đồng hồ theo nhà chế tạo đặt là 13000C -Nhiệt độ giới hạn thấp nhất là -2000C -Ở đây ta sử dụng contactor để đóng cắt điện cho sợi đốt nên đồng hồ ta đặt CNtL ở chế độ ON/OFF -Chế độ d-U là chuyển đổi đo nhiệt độ là độ C hay độ F -Tuỳ từng loại vải yêu cầu sử lý nhiệt độ ổn định nhiều hay ít mà ta điều chỉnh độ trênh lệch giữa nhiệt độ đặt và nhiệt độ đo được để đóng cắt sợi đốt. Để làm được điều này ta chọn chế độ HYS và đặt độ trênh lệch nhiệt độ. 3.2. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN: Hệ thống khí nén được sử dụng trong máy khử độ co vải là dùng để điều chỉnh băng tải. Nguyên lý điều chỉnh băng tải như sau: Băng tải chạy trên các con lăn và luôn chạy ở vị trí giữa điều này khi chế tạo rất khó nhất là đối với băng tải dài và yêu cầu phải có rất nhiều con lăn để đỡ. Chính vì vậy nhà chế tạo đã sử dụng một con lăn động để có thể điều chỉnh băng tải. Nguyên lý hoạt động cơ cấu chỉnh băng tải như sau: Giả sử băng tải đang chạy ở vị trí giữa và đều trên các con lăn đỡ băng tải. Nếu băng tải bị lệch về một phía nào đó (giả sử băng tải bị lệch về phía bên trái) thì con lăn động có tác dụng làm cho mép băng tải phía bên ấy (bên trái) căng hơn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 12 1 1 3 1 4 1 5 100-240V + - K2 - 52 - mép băng đối diện (mép băng phải). Băng tải vừa chạy vừa trượt về phía có mép băng tải trùng hơn; kết quả là băng tải sẽ có xu hướng chạy về vị trí giữa. Để điều chỉnh con lăn động này có nhiều cách có thể dùng động cơ và các cơ cấu truyền động để kéo, nhưng với cách này cơ cấu rất phức tạp, cồng kềnh và tác động chậm. Chính vì vậy người ta sử dụng một hệ thống điều khiển khác đó là sử dụng khí nénvì có các ưu điếm là tác động nhanh cơ cấu điều khiển cũng không phức tạp lắm. Ta cũng biết rằng không khí nén là một trong những dạng năng lượng cũ mà con người đã sử dụng thay thế cho các lực cơ bản. Sự hiểu biết của nhân loại về khoa học khí nén là từ những thế kỷ đầu song nó phải chờ đến các thế kỷ sau này mới được nghiên cứu một cách có hệ thống, từ đó kỹ thuật khí nén mới được đưa vào các ngành công nghiệp. Chính vì vậy ngày nay khí nén được sử dụng rất rộng rãi ở trong tất cả mọi ngành nghề. 3.2.1Giới thiệu các thiết bị của cơ cấu chỉnh băng tải: Như đã giới thiệu ở trên cơ cấu chỉnh băng tải sử dụng khí nén và và xilanh để điều chỉnh sao cho băng tải luôn ở vị trí giữa. Trong thực tế thiết bị của ta chủ yếu dùng khí nén là các xilanh tác động đơn và tác động kép. a)Lực đẩy xilanh: -Lực đẩy xilanh sinh ra khi xilanh hoạt động phụ thuộc vào nguồn áp suất, đường kính xilanh và lực ma sát các đệm. Lực đẩy lý thuyết được xác định theo công thức: FLt=A.P Trong đó: FLt: Lực đẩy lý thuyết(N) A:Diện tích làm việc của bề mặt pitton(cm2) P:áp suất cung cấp (Kpa; 105N/cm2) Trong thực tế nó có những sai số thường thấy so với lực đẩy thật; để xác định lực đẩy thật cần tính đến những sai số nhận được do sức cản ma sát trong những điều kiện làm việc bình thường( vùng áp suất 400800kPa / 48 bar) người ta có thể giả định lực ma sát khoảng 320 lực lý thuyết: *Lực đẩy thực tế như sau: -Xilanh tác động đơn: Fn=A.P-(FR+FF) -Xilanh tác động kép +Ở hành trình thuận: Fn=A.P-FR +Ở hành trình ngược: Fn=A’.P-FR Trong đó: Fn : Lực đẩy thực tế - 53 - A : Bề mặt làm việc của pitton (cm2) 4 2DA  A’ : Bề mặt làm việc của pitton phía có cần A’=(D2-d2)/4 P: áp suất cung cấp (kPa, 105N/cm2) FR: Lực ma sát ( Bằng 320 FLt ) (N) FF :Lực phản hồi lò xo (N) D: Đường kính xilanh (cm) d : Đường kính của cần pitton (cm) b)Các van hành trình điều khiển xilanh: Chức năng chủ yếu của van hành trình là cung cấp tín hiệu để cơ cấu chấp hành (như xilanh…)đạt đến vị trí của hành trình đã định để điều khiển như đảo chiều chuyển động, điều chỉnh tốc độ, điều khiển các bộ phận khác. +Van đảo chiều: Van đảo chiều có nhiệm vụ điều khiển dòng năng lượng bằng cách đóng mở hay thay đổi vị trí các cửa van để thay đổi dòng khí nén. Ký hiệu của van đảo chiều: Vị trí của van được ký hiệu bằng các ô vuông liền nhau với các chữ cái o, a, b… hay các chữ số 0, 1, 2.. Vị trí “0” là vị trí mà khi van chưa có tác động của tín hiệu bên ngoài vào. Đối với van 3 vị trí thì vị trí ở giữa ký hiệu là “o” là vị trí “không”. Đối với van 2vị trí thì vị trí “không” có thể là “a” hoặc “b”; thông thường vị trí bên phải “b” là vị trí “không”. Cửỷa noỏi van ủửụùc kyự hieọu nhử sau: ISO 5599 ISO 1219 Cửỷa noỏi vụựi nguoàn(tửứ boọ loùc khớ) 1 P Cửỷa noỏi laứm vieọc 2 , 4, 6, … A , B , C, … Cửỷa xaỷ khớ 3 , 5 , 7… R , S , T… Cửỷa noỏi tớn hieọu ủieàu khieồn 12 , 14… X , Y … a o b b a - 54 - - Ký hiệu và tên gọi của van đao chiều Hình trên là ký hiệu của van đảo chiều 5/2 trong đó: +5: chỉ số cửa +2: chỉ số vị trí +Van tiết lưu: Van tiết lưu có nhiệm vụ thay đổi lưu lượng dòng khí nén nghĩa là thay đổi vận tốc của cơ cấu chấp hành 1 0 Cửỷa xaỷ khớ khoõng coự moỏi noỏi cho oỏng daón 2(A) 4( B) 5( S) 1( P) 3(R) Noỏi vụựi nguoàn khớ neựn Cửỷa xaỷ khớ coự moỏi noỏi cho oỏng daón 14( Z) Cửỷa noỏi ủieàu khieồn 12(Y) Cửỷa noỏi ủieàu khieồn Cửỷa 1noỏi vụựi cửỷa 2 Cửỷa 1noỏi vụựi cửỷa 4 - 55 - Tên thiết bị Kí hiệu Van tiết lưu có tiết diện không đổi Khe hở của van có tiết diện không thay đổi, do đó lưu lượng dòng chảy không thay đổi Van tiết lưu có tiết diện thay đổi: Lưu lượng dòng chảy qua van thay đổi nhờ vào một vít điều chỉnh làm thay đổi tiết diện của khe hở Ký hiệu chung: Có mối ren: Không có mối ren: Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay Van tiết lưu điều khiển bằng cữ chặn một chiều:Dòng khí nén chỉ có thể đi một chiều từ A sang B, tuỳ thuộc vào vị trí của cữ chặn mà tiết diện của khe hở của van thay đổi làm cho lưu lượng dòng chảy thay đổi Cơ cấu chấp hành -Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi năng lượng khí nén thành dạng năng lượng cơ học. Cơ cấu chấp hành có thể thực hiện chuyển động thẳng (xilanh) hoặc chuyển động quay (động cơ khí nén) -Xilanh A    B A B   A B - 56 - Tên thiết bị Ký hiệu Xilanh tác dụng đơn (Xilanh tác dụng một chiều): áp lực khí nén chỉ tác dụng vào một phía của xilanh, phía còn lại là do ngoại lực hay lò xo tác dụng a.Chiều tác dụng ngược lại do ngoại lực a.Chiều tác dụng ngược lại do lò xo Xilanh tác dụng hai chiều (Xilanh tác dụng kép) Áp suất khí nén được dẫn vào hai phía của xilanh, do yêu cầu điều khiển mà xilanh sẽ đi vào hay đi ra tuỳ thuộc vào áp lực khí nén và phía nào Xilanh quay Hình biểu diễn biểu tượng của xilanh quay. Hai đường vào điều khiển để điều khiển piston có răng di chuyển qua lại. Khi cần piston di chuyển sẽ ăn khớp với một bánh răng làm bánh răng quay. Trục bánh răng sẽ được dùng để gắn cơ cấu chuyển động Xilanh trượt: Là loại xilanh không có cần piston, có chiều dài bằng một nửa so với xilanh có cần piston b a Kớ hieọu chung Kớ hieọu theo yeõu caàu ủaởc bieọt - 57 - SE 1 E 2 C 1 C 2 P 6 5 4 3 2 1 Hình 3-28: Sơ đồ điều khiển Xi lanh chỉnh băng tải 1. Khí nén 2. Đồng hồ áp lực 3. Công tắc áp lực 4. Tiết lưu 5. Cụm van điện từ 6. Xi lanh 3.2.2 Sơ đồ điều khiển xilanh chỉnh băng tải: - 58 - -Nguyên lý hoạt động cơ cấu chỉnh băng tải: Hình 3-29: Nguyên lý hoạt động cơ cấu chỉnh băng Khi băng tải bị lệch về phía bên trái thì công tắc S7 đóng lại dẫn đến contactor K7 có điện và tự duy trì. Đồng thời khi đó van điện từ Y1.1 cũng có điện mở van cấp hơi cho xilanh. Đường hơi cấp cho xilanh có chiều đẩy piston đi từ trong ra tức là khi đó quả lô di động sẽ bị đẩy làm cho mép băng bên trái căng hơn mép băng bên phải dẫn đến băng tải vừa chạy vừa trượt từ bên trái sang bên phải. Khi băng tải bị trượt về bên bên trái mép băng tải sẽ chạm vào công tắc S8 dẫn đến công tắc S8 mở ra làm cho contactor K7 mất điện và van điện từ Y1.1 cũng mất điện theo. Đường hơi cấp cho xilanh có chiều ngược lại đẩy piston đi vào trong, khi đó mép băng tải bên phải sẽ lại căng hơn mép băng bên trái và băng lại vừa chạy vừa trượt về phía bên trái. Để điều chỉnh băng tải ổn định và luôn ở vị trí giữa thì ta phải chỉnh mép băng tải tương đối căng như nhau. Dải xê dịch của băng tải so với vị trí giữa là vừa phải tức là ta có thể đặt công tắc để chỉnh băng tải so với vị trí giữa từ 7,5 đến 12 (mm). Các công tắc này được gá trên thành máy và công tác được chọn là loại công tắc có độ đóng cắt rất nhẹ để không ảnh hưởng làm hỏng băng tải. S7 K7 S8 K7 Y1.1 - 58 - CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PLC ĐỂ NÂNG CẤP HỆ ĐIỀU KHIỂN CỦA MÁY 4.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PLC 4.1.1 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LÀ GÌ : Tổng quát , một hệ thống điều khiển là tập hợp những dụng cụ, thiết bị điện tử, được dùng ở những hệ thống cần đảm bảo tính ổn định, sự chính xác, sự chuyển đổi nhịp nhàng của một qui trình hoặc một hoạt động sản xuất . Nó thực hiện bất cứ yêu cầu nào của dụng cụ, từ cung cấp năng lượng đến một thiết bị bán dẫn. Với thành quả của sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thì việc điều khiển những hệ thống phức tạp sẽ được thực hiện bởi một hệ thống điều khiển tự động hoá hoàn toàn, đó là PLC, nó được sử dụng kết hợp với máy tính chủ. Ngoài ra, nó còn giao diện để kết nối với các thiết bị khác ( như là: bảng điều khiển, động cơ, contact, cuộn dây,.....) . Khả năng chuyển giao mạng của PLC có thể cho phép chúng phối hợp xử lý, điều khiển những hệ thống lớn . Ngoài ra , nó còn thể hiện sự linh hoạt cao trong việc phân loại các hệ thống điều khiển. Mỗi một bộ phận trong hệ thống điều khiển đóng một vai trò rất quan trọng. Từ hình 4.30 ta thấy: PLC sẽ không nhận biết được điều gì nếu nó không được kết nối với các thiết bị cảm ứng . Nó cũng không cho phép bất kỳ các máy móc nào hoạt động nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với động cơ. Và tất nhiên , vùng máy chủ phải là nơi liên kết các hoạt động của một vùng sản xuất riêng biệt. Hình 4-30: Hệ thống điều khiển PLC 4.1.2 VAI TRÒ CỦA PLC. Trong một hệ thống điều khiển tự động, PLC được xem như là trái tim của hệ thống điều khiển . Với một chương trình ứng dụng (đã được lưu trữ bên trong bộ nhớ của PLC thì PLC liên tục kiểm tra trạng thái của hệ thống , bao gồm: kiểm tra Hiể n thị Cơ cấu Chấp hành PLC Cảm biến xử lý Điều khiển - 59 - tín hiệu phản hồi từ các thiết bị nhập, dựa vào chương trình logic để xử lý tín hiệu và mang các tín hiệu điều khiển ra thiết bị xuất. PLC được dùng để điều khiển hệ thống từ đơn giản đến phức tạp. Hoặc ta có thể kết hợp chúng với nhau thành một mạng truyền thông có thể điều khiển một quá trình phức hợp . 4.1.3 CÁC THIẾT BỊ NHẬP VÀ XUẤT DÙNG TRONG PLC 4.1.3.1 Các thiết bị nhập Sự thông minh của một hệ thống tự động hoá phụ thuộc vào khả năng đọc tín hiệu từ các cảm biến tự động của PLC. Hình thức giao diện cơ bản giữa PLC và các thiết bị nhập là: nút ấn, cầu dao phím Ngoài ra PLC còn nhận được tín hiệu từ các thiết bị nhận dạng tự động như: công tắc trạng thái , công tắc giới hạn ,cảm biến quang điện, cảm biến cấp độ,.....Các loại tín hiệu nhập đến PLC phải là trạng thái logic ON/OFF hoặc tín hiệu Analog. Những tín hiệu ngõ vào này được giao tiếp với PLC qua các modul nhập. 4.1.3.2 Các thiết bị xuất Trong một hệ thống tự động hoá, thiết bị xuất cũng là một yếu tố rất quan trọng . Nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với thiết bị xuất thì hầu như hệ thống sẽ bị tê liệt hoàn toàn . Các thiết bị xuất thông thường là: động cơ , cuộn dây nam châm , relay, chuông báo,.....Thông qua hoạt động của motor, các cuộn dây, PLC có thể điều khiển một hệ thống từ đơn giản đến phức tạp. Các loại thiết bị xuất là một phần kết cấu của hệ thống tự động hoá và vì thế nó ảnh hưởng trực tiếp vào hiệu suất của hệ thống. Tuy nhiên , các thiết bị khác như là : đèn pilot ,còi và các báo động chỉ cho biết các mục đích như: báo cho chúng ta biết giao diện tín hiệu ngõ vào , các thiết bị ngõ ra được giao tiếp với PLC qua miền rộng của modul ngõ ra PLC. 4.1. 4 Bộ điều khiển lập trình được PLC là gì ? PLC là bộ điều khiển logic theo chương trình bao gồm : bộ xử lý trung tâm gọi là CPU (Central Procesing Unit ) chứa trương chình ứng dụng và các modul giao diện nhập xuất . Nó được nối trực tiếp đến các thiết bị I/O. Vì thế, khi tín hiệu nhập, CPU sẽ xử lý tín hiệu và gởi tín hiệu đến thiết bị xuất. 4.1. 5 So sánh PLC với các thiết bị điều khiển thông thường khác - 60 - Hiện nay, các hệ thống điều khiển bằng PLC đang dần dần thay thế cho các hệ thống điều khiển bằng relay ,contactor thông thường . Ta hãy thử so sánh ưu khuyết điểm của hai hệ thống trên:  Hệ thống điều khiển thông thường : • Thô kệch do có quá nhiều dây dẫn trên bảng điều khiển. • Tốn khá nhiều thời gian cho việc thiết kế ,lắp đặt. • Tốc độ hoạt động chậm. • Công suất tiêu thụ lớn . • Mỗi lần muốn thay đổi chương trình thì phải lắp đặt lại toàn bộ, tốn nhiều thời gian. • Khó bảo quản và sửa chữa. Hệ thống điều khiển bằng PLC: • Những dây kết nối trong hệ thống giảm được 80% nên nhỏ gọn hơn. • Công suất tiêu thụ ít hơn. • Sự thay đổi các ngõ vào , ra và điều khiển hệ thống trở nên dễ dàng hơn nhờ phần mền điều khiển bằng máy tính hay trên console. • Tốc độ hoạt động của hệ thống nhanh hơn. • Bảo trì hệ thống và sửa chữa dễ dàng. • Độ bền và tin cậy vận hành cao. • Giá thành của hệ thống giảm khi số tiếp điểm tăng. • Có thiết bị chống nhiễu. • Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu. • Dễ lập trình và có thể lập trình trên máy tính, thích hợp cho việc thực hiện các lệnh tuần tự của nó. • Các modul rời cho phép thay thế hoặc thêm vào khi cần thiết. Do có những lý do trên PLC thể hiện rất rõ ưu điểm của nó so với các thiết bị điều khiển thông thường khác. PLC còn có khả năng thêm vào hay thay đổi các lệnh tuỳ theo yêu cầu của công nghệ. Khi đó ta chỉ cần thay đổi chương trình của nó, điều này nói lên tính năng điều khiển khá linh động của PLC. 4.1.6 Cấu trúc phần cứng của PLC : Cấu trúc phần cứng của tất cả các PLC đều có các bộ phận sau: bộ xử lý, bộ nhớ, bộ nhập, xuất. 4.1.6.1 Đơn vị xử lý trung tâm (CPU ): - 61 - Là bộ vi xử lý, liên kết với các hoạt động của hệ thống PLC , thực hiện chương trình, xử lý tín hiệu nhập xuất và thông tin liên lạc với các thiết bị bên ngoài. 4.1.6.2 Bộ nhớ ( Memory ): Có nhiều loại bộ nhớ khác nhau. Đây là nơi lưu gữi trạng thái hoạt động của hệ thống và bộ nhớ của người sử dụng. Để đảm bảo cho PLC hoạt động, phải cần có bộ nhớ để lưu giữ chương trình, đôi khi cần mở rộng bộ nhớ để thực hiện các chức năng khác như: + Vùng đệm tạm thời lưu trữ trạng thái của các kênh xuất / nhập được gọi là Ram xuất nhập. + Lưu trữ tạm thời các trạng thái của các chức năng bên trong : Time, counter, relay. Bộ nhớ gồm có những loại sau : + Bộ nhớ chỉ đọc (Rom: Read Only Memory ): Rom không phải là bộ nhớ khả biến, nó có thể lập trình chỉ một lần. Do đó không thích hợp cho việc điều khiển "mềm "của PLC . Rom ít phổ biến so với các loại bộ nhớ khác. + Bộ nhớ ghi đọc (Ram : Random Access Memory ): Ram là một bộ nhớ thường được dùng để lưu trữ dữ liệu và chương trình của người sử dụng . Dữ liệu trong Ram sẽ bị mất đi nếu nguồn điện bị mất . Tuy nhiên vấn đề này được giải quyết bằng cách gắn thêm vào Ram nguồn điện dự phòng . Ngày nay , trong kỹ thuật phát triển PLC , người ta dùng CMOSRAM nhờ sự tiêu tốn năng lượng khá thấp của nó và cung cấp pin dự phòng cho các Ram này khi mất nguồn .Pin dự phòng có tuổi thọ ít nhất một năm trước khi cần thay thế, hoặc ta chọn pin sạc gắn với hệ thống, pin sẽ được sạp khi cấp nguồn cho PLC. + Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xoá được (EPROM: Eresable Programmable Read Only Memory ): EPROM lưu trữ dữ liệu giống như ROM , tuy nhiên nội dung của nó có thể bị xoá đi nếu ta phóng tia tử ngoại vào, người viết phải viết lại chương trình trong bộ nhớ. + Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xoá được bằng điện (EEPROM : Electric Erasable Programmable Read Only Memory) : EEPROM kết hợp khả năng truy linh động của Ram và tính khả biến của EEPROM, nội dung trên EEPROM có thể bị xoá và lập trình bằng điện tuy nhiên chỉ được một số lần nhất định . Trong thiết kế trên hệ PLC có nhiều hãng có các hệ điều khiển khác nhau như của OMRON, SIEMENS, MISUBISHI… Nhưng với bản đồ án này em xin - 62 - được sử dụng thiết bị điều khiển PLC S7-200 của hãng SIEMENS vì nó phù hợp với kiến thức cũng như sát thực với máy khử độ co vải - 63 - 4.2. GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC SIMATIC S7 -200 4.2.1. CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA CPU Khái quát chung: S7- 200 làthiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng siemens cấu trúc theo module có các module mở rộng các module này được sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi lý CPU 212 và CPU 214 về hình thức bên ngoài sự khác nhau của hai loại CPU này nhận biết được nhờ số đầu vào ra và nguồn cung cấp . CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra có khả năng mở rộng thêm bằng hai module mở rộng . CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra và có khả năng mở rộng thêm bằng 7 module mở rộng. Cấu trúc CPU 212 -512 từ đơn ( Word ) tức là 1 kbyte, để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ đọc/ghi được và không bị mất dữ liệu nhờ có giao diện EPROM .Vùng nhớ với tính chất như vậy được gọi là vùng nhớ non-votatile 512 từ đơn được lưu dữ liệu trong đó có 100 từ nhớ đọc/ghi thuộc miền nhớ non -volatile. 8 cổng vào logic và 6 cổng ra logic . Có thể ghép nối 2 module để mở rộng số cổng vào/ra , bao gồm cả 2 module tương tự (analog) Tổng số cổng logic vào /ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra. 64 bộ tạo thời gian trễ (time ) trong đó có 2 time có độ phân giải 1ms , 8time có độ phân giải 10 ms và 54 time có độ phân giải 100ms. 64 bộ đếm (counter ) chia làm 2 loại bộ đếm chỉ đếm tiến và loại bộ đếm vừa đếm tiến vừa đếm lùi. 368 bít nhớ đặc biệt sử dụng làm các bit trạng thái hoặc các bit đặt chế độ làm việc. Có các chế độ ngắt và xử lý tín hiệu khác nhau bao gồm ngắt truyền thông ngắt theo sườn lên hoặc xuống . Ngắt theo thời gian và ngắt báo hiệu của bộ đếm tốc độ cao (2khz) Bộ nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi Cấu trúc CPU 214 CPU 214 bao gồm 14 ngõ vào và 10 ngõ ra có khả năng mở rộng thêm bằng 7 module mở rộng. - 64 - 2048 từ đơn (4kbyte ) thuộc miền nhớ đọc /ghi non - volatile để lưu chương trình (dùng nhớ có giao diện EEPROM ). 2048 từ đơn (4kbyte) thuộc kiểu đọc /ghi để lưu dữ liệu (trong đó có 512 từ đầu thuộc miền EEPROM ). IO .O ,QO .O ,VO .O, SMO.1. Tổng số cổng vào /ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra. Có 14 ngõ vào từ IO.O  IO.1 và I1.O  I1.5 Có 10 ngõ ra từ QO.O  IO.1 và Q1.O  QI.1 Có thể gắn thêm 1 module mở rộng bao gồm cả module analog. 128 timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau 4 timer 1ms, 16 timer 10 ms và 108 timer 100ms. Có 128 bộ đếm chia làm hai loại + Chỉ đếm lên CTU + Vừa đếm lên vừa đếm xuống CTUD. Có 688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc. + SMO.O : luôn ở trạng thái 1. + SMO.1 : bằng 1 trong vòng quét đầu tiên Các chế độ ngắt và xử lý ngắt gồm ngắt truyền thông , ngắt theo sườn lên hoặc sườn xuống, ngắt thời gian ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung. Có 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2khz và 7 khz. 2bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu: PTO ( Pulse traisn output ) : điều tần PWM (Pulse width modulation ) : điều rộng xung 2 bộ chỉnh tương tự . Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi. Các đèn báo trên S7 - 200 CPU 214 + SF (ĐèN Đỏ ) : đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng . ĐènSF sáng lên khi PLC bị hỏng hóc . + Run (đèn xanh ) : đèn xanh chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong máy. + Stop (đèn vàng ) : đèn vàng chỉ PLC đang ở chế độ dừng - 65 - + Ixx (đèn xanh ) : đèn xanh ở cổng vào chỉ định ở trạng thái tức thời của cổng Ixx ( X.X = 0.0  1.5 ) + Qy.y (đèn xanh ) :đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Qy.y (y.y = 0.0  1.1 ) + TERM : cho phép máy lập trình tự quyết định chế độ hoạt động cho PLC hoặc Run hoặc Stop 4.2.2. CẤU TRÚC BỘ NHỚ : Bộ điều khiển lập trình S7 -200 được chia thành 4 vùng nhớ. Với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong thời gian nhất định khi mất nguồn bộ nhớ S7 -200 có tính năng động cao ,đọc và ghi được trong phạm vi toàn vùng loại trừ các bít đặc biệt SM (Special Memory) chỉ có thể truy nhập để đọc. 1 - Vùng chương trình : Là vùng bộ nhớ chỉ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương trình vùng này thuộc bộ nhớ trong độc và ghi được. 2 -Vùng tham số : Là vùng lưu dữ các tham số như : từ khoá, địa chỉ trạm ...cũng giống như vùng chương trình thuộc bộ nhớ trong đọc và ghi được. 3 - Vùng dữ liệu : Là vùng nhớ động được sử dụng cất các dữ liệu của chương trình bao gồm các kết quả các phép tính nó được truy cập theo từng bit từng byte vùng này được chia thành những vùng nhớ với các công dụng khác nhau. Vùng I ( Input image register): Là vùng nhớ gồm 8byte I (đọc /ghi ) : I.O  I.7 - Vùng Q (Output image register ): Là vùng nhớ gồm 8byte Q (đọc /ghi ) : Q.O  Q.7 Chửụng trỡnh Tham soỏ Dửừ lieọu Vuứng ủoỏi ửụ Chửụng trỡnh Tham soỏ Dửừ lieọu Chửụng trỡnh Tham soỏ Dửừ lieọu EEPROM Mieàn nhụự ngoaứi Hỡnh 4-31: Boọ nhụự trong vaứ ngoaứi cuỷa S7-200 - 66 - - Vùng M (Internal Memory bits ): Là vùng nhớ gồm 32 byte M (đọc /ghi ) : M.O  M.31 - Vùng V (Variable memory ): Là vùng nhớ gồm có 4096 byte V (đọc /ghi ) : V.O  V.4095 - Vùng SM ( Special memory ): Là vùng nhớ gồm có 86 byte chia làm 2phần SMO  SM29 chỉ đọc SMO  SM85 chỉ ghi 4 - Vùng đối tượng : Là time (định thì ), counter (bộ đếm ) tốc độ cao và các cổng vào/ ra tương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng vùng này không thuộc kiểu non - volatile nhưng đọc ghi được. - Timer (bộ định thì ): Đọc /ghi T0  T127 - Counter (bộ đếm ) : Đọc /ghi C0  C 127 - Bộ đệm vào analog (đọc) : AIW0  AIW30 - Bộ đệm ra analog (ghi) : AQW0  AQW30 - Accumulator (thanh ghi) : AC0  AC3 - Bộ đếm tốc độ cao : HSCO  HSC2 Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo từng bit , từng byte, từng từ đơn (word - 2byte), từ kép (Doudble word). 4.2.3 CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH: Chương trình cho S7 -200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình chính (main program) sau đó đến các chương trình con và các chương trình xử lý ngắt. - Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (End). - Chương trinh con là một bộ phận của chương trình . Các chương trình con phải được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính đó là lệnh (End). - Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính sau đó đến ngay các chương trình xử lý ngắt bằng cách viết - 67 - như vậy cấu trúc chương trình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình có thể trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính. - 68 - Thực hiện trong một vòng quét Thực hiện khi được chương trình chính gọi Thực hiện khi có tín hiệu báo ngắt 4.2.4 PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH: S7 -200 biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh chương trình bao gồm một dãy các lệnh . S7 -200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh nhập đầu tiên và kết thúc ở lệnh lập trình cuối trong một vòng. Một vòng quét như vậy là dòng quét (scan). Một vòng quét (Scan cycle ) được bắt đầu bằng việc đọc trạng thái của đầu vào và sau đó thực hiện chương trình, vòng quét kết thúc bằng việc thay đổi trạng thái đầu ra. Trước khi bắt đầu một vòng quét tiếp theo S7 -200 thực thi các nhiệm vụ truyền thông . Chu trìng tiếp theo là chu trình lập. Main program . . . End {Stop} INT (n) { no  255 } chương trình xử lý ngắt . . . SBR (n) {no  255 } chương trình con . . - 69 - Giai đoạn chuyển Giai đoạn nhập dữ liệu ra ngoại vi dữ liệu từ ngoại Giai đoạn truyền thông giai đoạn thực hiện nội bộ và tự kiểm tra lỗi chương trình Hình 4-32: Thực hiện chương trình theo vòng quét trong S7 -200 Cách lập trình cho S7 -200 dựa trên hai phương pháp cơ bản : Phương pháp hình thang (lader logic -viết tắt là LAD ) và phương pháp liệt kê lệnh (statement list viết tắt là STL ). - Chương trình được viết theo kiểu LAD thiết bị lập trình sẽ tạo ra một chương trình thoe kiểu STL tương ứng và ngược lại. 1 - Phương pháp LAD : LAD là ngôn ngữ lập trình đồ hoạ những thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic như sau : - Tiếp điểm : là biểu tượng (symbol) mô tả các tiếp điểm rơle cvác tiếp điểm có thể thường đóng , thường mở - Cuộn dây (coil) : là biểu tượng mô tả rơ le mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơle . - Hộp (box) : là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau nó làm việc khi có dòng điện chạy đến hộp thường là các bộ thời gian (time), bộ đếm (counter) và các hàm toán học. - Mạng LAD : là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện , đi từ đường nguồn bên trái sang nguồn bên phải dòng điện chạy từ trái qua tiếp điểm đến các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên phải nguồn. 2 - Phương pháp liệt kê lệnh STL: Phương pháp liệt kê (STL) là phương pháp thực hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh . Mỗi câu lệnh trong chương trình kể cả những lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC - 70 - Để tạo một chương trình dạng STL người lập trình cần phải hiểu rõ phương pháp sử dụng của ngăn xếp logic của S7- 200 (S0  S8). Ngăn xếp logic là một khối gồm 9 bit chồng lên nhau. Tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp , đều chỉ làm việc với bit đầu tiên hoặc với bit đầu và bit thứ hai của ngăn xếp (S0  S1) giá trị logic mới đều có thể được gửi vào ngăn xếp. 4.3. LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY KHỬ ĐỘ CO VẢI 4.3.1Yeõu caàu coõng ngheọ Hieọn nay maựy khửỷ ủoọ co vaỷi ủang hoaùt ủoọng bỡnh thửụứng, vỡ vaọy ta seừ chuyeồn maựy sang ủieàu khieồn baống boọ laọp trỡnh PLC S7-200 do ủoự phaàn coõng ngheọ cuỷa maựy vaón phaỷi giửừ nguyeõn. Heọ thoỏng ủieàu khieồn seừ ủửụùc thay theỏ bụỷi boọ laọp trỡnh PLC S7-200 cho goùn. Do vaọy ta phaỷi dửùa vaứo sụ ủoà nguyeõn lyự hoaùt ủoọng cuỷa maựy ủeồ coự theồ laọp trỡnh baựm saựt vaứo ủoự vaứ laọp trỡnh cho boọ PLC maứ khoõng laứm thay ủoồi coõng ngheọ cuỷa maựy 4.3.2Xaực ủũnh caực tớn hieọu vaứo/ra cuỷa maựy khửỷ ủoọ co vaỷi 1.Caực ủaàu vaứo(INPUT): STT Kyự hieọu Chửực naờng 1 P Coõng taộc rụle aựp lửùc 2 D Nuựt aỏn dửứng maựy 3 M Nuựt aỏn mụỷ maựy 4 S1 Coõng taộc ủieàu khieồn caỏp ủieọn cho sụùi ủoỏt 5 S2 Coõng taộc ủieàu khieồn caỏp ủieọn cho ủoọng cụ rung baờng taỷi 6 S3 Coõng taộc ủieàu khieồn caỏp ủieọn cho ủoọng cụ huựt chaõn khoõng 7 S4 Coõng taộc baọt caỏp ủieọn cho hai bieỏn taàn BT1, BT2 ủieàu khieồn toỏc ủoọ ủoọng cụ raỷi vaỷi vaứ ủoọng cụ keựo baờng taỷi 8 S5 Coõng taộc an toaứn xaực ủũnh baờng taỷi khoõng bũ leọch ra khoỷi vũ trớ giửừa 9 S6 Coõng taộc nhaọn bieỏt ủaừ coự vaỷi treõn baờng taỷi 10 S7 Coõng taộc chổnh baờng beõn traựi 11 S8 Coõng taộc chổnh baờng beõn phaỷi - 71 - 12 S9 Coõng taộc caỏp ủieọn cho van ủieọn tửứ mụỷ caỏp hụi noựng ủeồ sửỷ lyự vaỷi 2.Caực ủaàu ra(OUTPUT): STT Kyự hieọu Chửực naờng 1 ẹ ẹeứn baựo loói khớ neựn yeỏu 2 K1 Rụle trung gian caỏp ủieọn maùch ủieàu khieồn 3 K2 CTT caỏp ủieọn cho sụùi ủoỏt 4 K3 CTT caỏp ủieọn cho ủoọng cụ rung baờng taỷi 5 K4 CTT caỏp ủieọn cho ủoọng cụ huựt chaõn khoõng 6 K5 CTT caỏp ủieọn cho bieỏn taàn ủieàu khieồn toỏc ủoọ ủoọng cụ keựo baờng taỷi 7 K6 CTT caỏp ủieọn cho bieỏn taàn ủieàu khieồn toỏc ủoọ ủoọng cụ raỷi vaỷi 8 K7 CTT duy trỡ ủeồ caỏp ủieọn cho van hụi Y1.1 ủieàu chổnh baờng taỷi 9 Y1.1 Van ủieọn tửứ mụỷ caỏp hụi cho xilanh ủeồ ủieàu chổnh baờng taỷi 10 Y1.2 Van ủieọn tửứ mụỷ caỏp hụi noựng cho giaứn hụi noựng ủeồ sửỷ lyự vaỷi 4.3.3 Lựa chọn PLC Tửứ baỷng soỏ lieọu caực ủaàu vaứo vaứ ủaàu ra ụỷ treõn ta thaỏy raống maựy khửỷ ủoọ co vaỷi coự taỏt caỷ 11 daàu vaứo vaứ 6 ủaàu ra. Vỡ vaọy ta coự theồ sửỷ duùng boọ laọp trỡnh logic PLC S7-200 CPU 214 ủeồ ủieàu khieồn cho maựy. 4.3.4. Xaực ủũnh caực ủũa chổ I/O Dửùa vaứo sụ ủoà nguyeõn lyự hoaùt ủoọng cuỷa maựy khửỷ ủoọ co vaỷi cho nhử hỡnh veừ ta coự theồ ủaởt caực tớn hieọu vaứo/ra nhử sau - 72 - BAÛNG CAÙC ẹềA CHặ ẹAÀU VAỉO TT Kyự hieọu ẹũa chổ Loaùi tieỏp ủieồm Chuự thớch 1 P I0.0 Coõng taộc rụ le aựp lửùc 2 D I0.1 Nuựt aỏn dửứng maựy 3 M I0.2 Nuựt aỏn mụỷ maựy 4 S1 I0.3 Coõng taộc ủieàu khieồn caỏp ủieọn cho sụùi ủoỏt 5 S2 I0.4 ẹaàu rụle tửứ boọ ủieàu khieồn nhieọt ủoọ E5CN baựo quaự ngửụừng 6 S3 I0.5 Coõng taộc ủieàu khieồn caỏp ủieọn cho ủoọng cụ huựt chaõn khoõng 7 S4 I0.6 Coõng taộc caỏp ủieọn cho hai bieỏn taàn BT1, BT2 ủieàu khieồn toỏc ủoọ ủoọng cụ raỷi vaỷi vaứ ủoọng cụ keựo baờng taỷi 8 S5 I0.7 Coõng taộc an toaứn xaực ủũnh baờng taỷi khoõng bũ leọch khoỷi vũ trớ giửừa 9 S6 I1.0 Coõng taực nhaọn bieỏt ủaừ coự vaỷi treõn baờng taỷi 10 S7 I1.1 Coõng taộc chổnh baờng beõn traựi 11 S8 I1.2 Coõng taực chổnh baờng beõn phaỷi 12 S9 I1.3 Coõng taộc caỏp ủieọn cho van ủieọn tửứ mụỷ caỏp hụi noựng ủeồ sửỷ lyự vaỷi - 73 - BAÛNG CAÙC TÍN HIEÄU ẹAÀU RA ẹũa chổ Chuự thớch Q0.0 ẹeứn baựo loói khớ neựn Q0.1 CTT caỏp ủieọn cho sụùi ủoỏt Q0.2 CTT caỏp ủieọn cho ủoọng cụ rung baờng taỷi Q0.3 CTT caỏp ủieọn cho ủoọng cụ huựt chaõn khoõng Q0.4 CTT caỏp nguoàn cho boọ bieỏn taàn ủieàu khieồn toỏc ủoọ ủoọng cụ ủoọng cụ keựo baờng taỷi Q0.5 CTT caỏp nguoàn cho boọ bieỏn taàn ủieàu khieồn toỏc ủoọ ủoọng cụ ủoọng cụ raỷi vaỷi Q0.6 Caỏp ủieọn cho van hụi Y1.1 ủieàu chổnh baờng taỷi Q0.7 Van ủieọn tửứ caỏp hụi noựng cho giaứn hụi noựng ủeồ sửỷ lyự vaỷi Q1.0 Van ủieọn tửứ caỏp hụi noựng cho giaứn hụi noựng ủeồ sửỷ lyự vaỷi K6 K5 K4 K2 Y1.1 Y1.2 Y1.3 - 74 - N ¸ p suÊt khÝ nÐn >= 4kg/cm2 B¾t ®Çu BËt ®Ì n c¶nh b¸o ¸p suÊt NhÊn nót M khëi ®éng m¸y Y NhÊn nót S1 cÊp nguån cho sî i ®èt gia nhiÖt giµn h¬i NhiÖt ®é giµn h¬i ®¹t gi¸ trÞ ®Æt ? KiÓm tra ¸p suÊt khÝ nÐn N § ãng khëi ®éng tõ K2 cÊp nguån cho sî i ®èt gia nhiÖt NhÊn nót S2 ®ãng khëi ®éng tõ cho ®éng c¬ rung NhÊn nót S3 ®ãng khëi ®éng tõ cho ®éng c¬ hót ch©n kh«ng Y § ãng khëi ®éng tõ K3 cho ®éng c¬ rung § ãng khëi ®éng tõ K4 cho ®éng c¬ hót ch©n kh«ng 1 2 KÕt thóc 4.3.5. Lưu đồ - 75 - 1 BËt Switch cÊp nguån cho hai biÕn tÇn BT1, BT2 B¨ng t¶i bÞ lÖch ra khái vÞ trÝ gi÷a? Y C¾t khëi ®éng tõ K5, K6 cÊp nguån cho hai biÕn tÇn BT1, BT2 V¶i ®· cã trªn b¨ng t¶i ? N N § ãng khëi ®éng tõ K5, K6 cÊp nguån cho hai biÕn tÇn BT1, BT2 Y KÕt thóc 2 B¨ng t¶i bÞ lÖch sang tr¸ i ? Y Më van cÊp h¬i cho Xy lanh bªn ph¶i B¨ng t¶i bÞ lÖch sang ph¶i ? § ãng van cÊp h¬i cho Xy lanh bªn ph¶i N KÕt thóc - 76 - 4.3.6. Viết chương trình: CHƯƠNG TRÌNH VIẾT TRONG STL Network 1 // Start program // Network Comment LD I0.2 O M0.0 AN I0.1 = M0.0 Network 2 // Khi ap suat khi nen da du, may chuyen sang trang thai san sang hoat dong. LD M0.0 A I0.0 = M0.1 Network 3 // Khi ap suat khi nen chua du thi den canh bao ap suat khi nen chua du sang. LDN I0.0 = Q0.0 Network 4 // Nhiet do phan gia nhiet nho hon nhiet do dat trong bo dieu khien E5CN, bat nguon ra soi dot LD M0.1 A I0.3 AN I1.4 = Q0.1 Network 5 // Khi nhiet do gian hoi nong dat gia trị dat lan dau tien sau khi may chuyen sang trang thai lam viec thi set bit nho trang thai nay. LD I1.4 EU S M0.2, 1 Network 6 // Khi tat cong tac dieu khien cap nguon cho bo dieu khien nhiet do thi xoa trang thai nhiet do gian hoi dat gia tri dat LDN I0.3 - 77 - ED R M0.2, 1 Network 7 LD M0.1 A M0.2 = M0.3 Network 8 // Cap nguon cho dong co rung sau khi nhiet do va ap suat khi nen dat gia tri dat LD M0.3 A I0.4 = Q0.2 Network 9 // Cap nguon cho dong co hut chan khong sau khi nhiet do va ap suat khi nen dat gia tri dat LD M0.3 A I0.5 = Q0.3 Network 10 // Cap nguon cho bien tan dieu khien dong co keo bang tai khi nhiet do va ap suat dat gai tri dat LD M0.3 A I0.6 AN I0.7 A I1.0 = Q0.4 Network 11 // Cap nguon cho bien tan dieu khien dong co rai vai khi nhiet do va ap suat dat gia tri dat LD M0.3 A I0.6 AN I0.7 A I1.0 = Q0.5 Network 12 // Dieu chinh bang tai khi bang tai bi lech sang hai ben bang xy lanh dat ben phai. - 78 - LD M0.3 LD I1.1 O Q0.6 ALD AN I1.2 = Q0.6 Network 13 // Mo van dien tu so 1 cap hoi nong de xu ly vai LD M0.3 A I1.3 = Q0.7 Network 14 // Mo van dien tu so 2 cap hoi nong de xu ly vai LD M0.3 A I1.3 = Q1.0 CHƯƠNG TRÌNH VIẾT TRONG LAD KẾT LUẬN - 77 - KẾT LUẬN Qua thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, với đề tài “Nghiên cứu hệ điều khiển của máy khử độ co vải’’ đã giúp em hiểu thêm được những kiến thức đã học trong nhà trường có liên quan đến đề tài. Được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Bùi Quốc Khánh và các thầy cô trong bộ môn Tự Động Hoá cùng các bạn với sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành bản đồ án này. Trong bản đồ án này em giới thiệu các hệ điều khiển trong một máy khử độ co vải, từ đó ta thấy rằng để có được một máy hoàn chỉnh thì yêu cầu phải có rất nhiều phần điều khiển khác nhau. Nguyên lý hoạt động của các phần điều khiển đã được trình bày trong bản đồ án từ đó em giới thiệu các phần điều khiển được chế tạo hợp bộ, có rất nhiều tính năng khác nhau, có độ tin cậy cao và gọn nhẹ như điều khiển tốc độ động cơ bằng biến tần, điều khiển nhiệt độ sợi đốt, điều khiển khí nén…Qua bản đồ án trên em đã trình bày các nguyên lý điều khiển của các hệ điều khiển. Với các bộ điều khiển này đã giúp cho máy có nhiều tính năng mới để giúp cho việc nâng cấp máy sau này. Ngoài ra trong bản đồ án em cũng đã nêu ra việc ứng dụng PLC vào việc nâng cấp hệ thống điều khiển. Ngày nay PLC ngày càng được sử dụng rộng rãi trong thực tế, khi sử dụng PLC sẽ giúp cho việc điều khiển máy được dễ dàng hơn, phần thiết bị điều khiển sẽ gọn nhẹ hơn, ít hỏng hóc hơn. Khi ứng dụng PLC vào sẽ đưa ra cho ta một hướng nâng cấp mới cho máy là nối mạng các phần điều khiển với nhau và điều khiển tự động tốc độ hai động cơ thông qua PLC TÀI LIỆU THAM KHẢO - 78 - TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền Truyền động điện-Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật-2004 2.Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi Điều chỉnh tự động truyền động điện- Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật-2002 3.Trần Trọng Minh Giáo trình điện tử công suất-Nhà xuất bản Giáo Dục-2002 4.Phan Quốc Phô (chủ biên), Nguyễn Đình Chiến Giáo trình cảm biến-Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật-2001 5.Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh Tự động hoá với Simatic S7-200-Nhà xuất bản Nông Nghiệp-1997 - 79 - MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY KHỬ ĐỘ CO VẢI ........................trang 1 1.1. Khái quát về đơn vị có thiết bị .............................................................. trang 1 1.2. Giới thiệu công nghệ may...................................................................... trang 1 1.3. Yêu cầu của công nghệ .......................................................................... trang 2 1.4. Giới thiệu về máy khử độ co bản .......................................................... trang 2 CHƯƠNG 2 : NGHIÊN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CỦA BĂNG TẢI VÀ ĐỘNG CƠ RẢI BẢN.................................................................................. trang 11 2.1. Yêu cầu cho truyền động kéo băng tải và động cơ rải bản .............. trang 12 2.2. Giới thiệu về động cơ không đồng bộ ................................................. trang 12 2.3. Khảo sát các phương án truyền động ................................................. trang 23 2.4. Điều khiển tần số động cơ không đồng bộ ......................................... trang 29 2.5. Giới thiệu biến tần ................................................................................trang 30 CHƯƠNG 3 : NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ VÀ CƠ CẤU CHỈNH BĂNG TẢI..................................................................................... trang 45 3.1. Điều khiển nhiệt độ .............................................................................. trang 45 3.2. Hệ thống điều khiển khí nén................................................................ trang 50 CHƯƠNG 4 : ỨNG DỤNG PLC ĐỂ NÂNG CẤP HỆ ĐIỀU KHIỂN CỦA MÁY .............................................................................................................trang 58 4.1. Giới thiệu tổng quan về PLC ............................................................. trang 58 4.2. Giới thiệu bộ điều khiển lập trình PLC SIMATIC S7-200 ..............trang 62 4.3. Lập trình điều khiển cho máy khử độ vải...........................................trang 68 KẾT LUẬN. TÀI LIỆU THAM KHẢO.