Tính toán thiết kế trang bị điện mô hình điều khiển trạm phân loại sản phẩm dùng điên - Khí và PLC s7-300

å ¸n g«m cã 3 phÇn: PhÇn 1:Më ®Çu. PhÇn 2: Néi dung PhÇn 2 gåm 4 ch­¬ng. Ch­¬ng 1: Kh¸i qu¸t thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc vµ tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm. Ch­¬ng 2:HÖ truyÒn ®éng cña tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm. Ch­¬ng 3: Trang bÞ ®iÖn cho tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm. Ch­¬ng 4: TÝnh chän thiÕt kÕ m« h×nh tr¹m ph©n loai s¶n phÈm. PhÇn 3:KÕt luËn. PhÇn 2: néi dung Ch­¬ng 1: Kh¸i qu¸t thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc vµ tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm. 1-1: §Æc ®iÓm cña thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc vµ tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm. ThiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc th­êng dïng ®Ó vËn chuyÓn thÓ h¹t, côc kÝch th­íc nhá, chuyªn chë c¸c chi tiÕt ë d¹ng thµnh phÈm vµ b¸n thµnh phÈm,chë hµng kh¸ch theo mét cung ®­êng nhÊt ®Þnh, kh«ng cã tr¹m dõng gi÷a ®­êng. Kh©u cuèi cïng cña qu¸ tr×nh vËn t¶i liªn tôc lµ tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm.ë d©y s¶n phÈm ®­îc ph©n lo¹i theo yªu cÇu c«ng nghÖ vµ ®­îc ®­a ®Õn tr¹m ®ãng gãi. Nh­ vËy tr¹m ph©n lo¹i s¶n ph©m lµ mét bé phËn cña qu¸ tr×nh vËn t¶i liªn tôc sö dông trong c«ng nghiÖp 1-2: CÊu t¹o vµ th«ng sè kü thuËt cña b¨ng t¶i B¨ng t¶i lµ thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc ®Ó chuyªn chë hµng ,hoÆc theo mÆt ph¼ng nghiªng(gãc nghiªng kh«ng lín h¬n 30 ®é) KÕt cÊu cña mét b¨ng t¶i bao gåm : -B¨ng t¶i chë hµng di chuyÓn trªn mét con l¨n ®ì . -C¸c con l¨n n¾p trªn mét khung lµm gi¸ ®ì . -TruyÒn ®éng b¨ng t¶i nhê hai tang : +Tang chñ ®éng . +Ttang thô ®éng . Tang chñ ®éng g¸ chÆt trªn hai gi¸ ®ì vµ nèi víi trôc ®éng c¬ qua hép gi¶m tèc -T¹o søc c¨ng ban ®Çu cña b¨ng t¶i nhê c¬ cÊu kÐo c¨ng gåm ®èi träng ,c¬ cÊu ®Þnh vÞ vµ dÉn h­íng. -B¨ng t¶i vËn chuyÓn tõ phÔu ®Õn ®æ m¸ng. N¨ng suÊt b¨ng t¶i tÝnh theo biÓu thøc : hay [ tÊn/h] Trong ®ã: :lµ khèi l­îng t¶i theo chiÒu dµi, [kg/m] v: Tèc ®é di chuyÓn cña b¨ng t¶i , [m/s] Khèi l­îng t¶i theo mét chiÒu dµi cña b¨ng ®­îc tÝnh theo biÓu thøc: Trong ®ã: Khèi lù¬ng riªng cña vËt liÖu, [tÊn/m3]. S: TiÕi diÖn c¾t ngang cña vËt liÖu trªn b¨ng, [m2] 1-3: Ph©n lo¹i thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc vµ tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm 1-3-1:Ph©n lo¹i thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc ThiÕt bÞ vËn t¶i liªn bao gåm:b¨ng t¶i ,b¨ng gÇu,®­êng goong treo vµ thang chuyÒn. -B¨ng t¶i dïng ®Ó vËt chuyÓn vËt liÖu d¹ng h¹t vµ d¹ng côc kich th­íc nhá. -b¨ng chuyÒn dïng ®Ó vËn chuyÓn vËn t¶i c¸c thµnh phÈm vµ b¸n thµnh phÈm trong c¸c ph©n x­ëng ,nhµ m¸y s¶n xuÊt theo d©y chuyÒn. -b¨ng gÇu dïng ®Ó vËn t¶i d¹ng h¹t theo ph­¬ng th¼ng ®øng .Bé phËn bèc hµng lµ nh÷ng gÇu nhá . -§­êng goßng treo dïn ®Ó chë hµng vµ vËn chuyÓn hµnh kh¸ch ë nh÷ng ®Þa h×nh ,nói non phøc t¹p . -Thang chuyÒn dïng ®Ó chuyªn chë hµnh kh¸ch trong c¸c cöa hµng siªu thÞ,c¸c toµ thÞ chÝnh ,n¬i cã l­u l­îng hµnh kh¸ch lín vµ trong ga tµu ®iÖn ngÇm. Víi ®å ¸n m«n häc cña m×nh th× em lùa chän thiÕt bÞ vËn t¶i cho tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm lµ b¨ng t¶i . 1-3-2: Ph©n lo¹i tr¹m ph©n lo¹i s¶ phÈm Tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm ®­îc chia thµnh c¸c lo¹i sau: -Ph©n lo¹i s¸n phÈm theo mµu s¾c -Ph©n lo¹i s¶n phÈm theo khèi l­îng -Ph©n lo¹i s¶n phÈm theo kÝch th­íc -Ph©n lo¹i s¶n phÈm theo h×nh d¸ng -Ph©n lo¹i s¶n phÈm lçi 1-4:øng dông cña thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc vµ tr¹n ph©n lo¹i s¶n phÈm Tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm ®­îc øng dông trong c¸ d©y truyÒn s¶n xuÊt tù ®éng ho¸ trong nhµ m¸y ,xÝ nghiÖp ,®­îc øng dung réng r·i trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt nh­ ph©n lo¹i ®å ch¬i trÎ em,qu¸ tr×nh ph©n lo¹i n­íc gi¶i kh¸t cã mµu m· ho¸ …ph©n lo¹i s¶n phÈm lçi nh­ trong d©y truyÒn s¶n xuÊt ®ãng hép,®ãng n¾p chai bia… Ch­¬ng 2 : HÖ truyÒn ®éng tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm 2-1: Kh¸i qu¸t hÖ truyÒn ®éng ®iÖn. -HÖ truyÒn ®éng ®iÖn lµ tæ hîp cña nhiÒu thiÕt bÞ vµ phÇn tö ®iÖn – c¬ dïng ®Ó biÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng cung cÊp cho c¬ cÊu c«ng t¸c trªn c¸c m¸y s¶n xuÊt, ®ång thêi cã thÓ ®iÒu khiÓn dßng n¨ng l­îng ®ã tuú theo yªu cÇu c«ng nghÖ cña m¸y s¶n xuÊt . -VÒ cÊu tróc mét hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn nãi chung bao gåm c¸c kh©u: 2-1-1: Bé biÕn ®æi Dïng ®Ó biÕn ®æi lo¹i dßng ®iÖn (xoay chiÒu thµnh m«t chiÒu ho»c ng­îc l¹i), biÕn ®æi møc ®iÖn ¸p hoÆc dßng ®iÖn ),biÕn ®æi pha hoÆc tÇn sè. C¸c b« biÕn ®æi th­êng dïng lµ m¸y ph¸t ®iÖn,hÖ m¸y ph¸t -®éng c¬,c¸c chØnh l­u kh«ng ®iÒu khiÓn ,c¸c bé biÕn tÇn . 2-1-2: §éng c¬ ®iÖn Dïng ®Ó biÕn ®æi ®éng n¨ng thµnh c¬ n¨ng hay c¬ n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng (khi h·m ®iÖn) C¸c ®éng c¬ th­êng dïng lµ: -§éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu kh«ng ®ång bé r« to lång sãc hay d©y quÊn; -®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp, song song, nèi tiÕp, hçn hîp hay kÝch tõ b»ng nam ch©m vÜnh cöu ; -§éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu 3 pha cã cæ gãp -§éng c¬ ®ång bé … 2-1-3: Kh©u truyÒn lùc Dïng ®Ó truyÒn lùc tõ trôc ®éng c¬ ®iÖn ®Õn c¬ cÊu s¶n xuÊt hoÆc dïng ®Ó biÕn ®æi d¹ng chuyÓn ®éng hoÆc lµm phï hép vÒ tèc ®é, m« men ,lùc . §Ó truyÒn lùc, cã thÓ dïng c¸c thanh r¨ng, b¸nh r¨ng, trôc vÝt, xÝch, ®ai truyÒn, c¸c bé ly hîp c¬ hoÆc ®iÖn tõ … 2-1-4: C¬ cÊu s¶n xuÊt hay c¬ cÊu lµm viÖc Thùc hiÖn hiÖn c¸c thao t¸c s¶n xuÊt vµ c«ng nghÖ 2-1-5: Khèi ®iÒu khiÓn Lµ c¸c thiÕt bÞ dïng ®Ó diÒu khiÓn bé biÕn ®æi m®éng c¬ ®iÖn, c¬ cÊu truyÒn lùc. Sö dung trong khèi nµy lµ c¸c khÝ cô ®ãng c¾t m¹ch cã tiÕp ®iÓm (c¸c r¬ le, c«ng t¾c t¬ )hay kh«ng cã tiÕp ®iÓm (®iÖn tö, b¸n dÉn ) c¸c bé khuyÕch ®¹i, c¸c bé ®iÒu chØnh, c¸c m¸y tÝnh c¸c bé xö lý c¸c bé ®iÒu khiÓn theo ch­¬ng tr×nh, cpu, plc, cnc… C¸c thiÕt bÞ ®o l­êng, c¶m biÕn dïng ®Ó lÊy c¸c tÝn hiÖu ph¶n håi cã thÓ lµ c¸c lo¹i ®ång hå ®o, c¸c c¶m biÕn tõ, c¬, quang… Mét hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i cã ®Çy ®ñ c¸c kh©u nh­ trªn. Tuy nhiªn, mét hÖ thèng truyÒn ®éng bÊt kú lu«n bao gåm hai phÇn chÝnh : -PhÇn lùc :Bao gåm bé biÕn ®æi vµ ®éng c¬ ®iÖn . -PhÇn ®iÒu khiÓn . Mét hÖ truyÒn ®éng ®iÖn gäi lµ hÖ hë khi kh«ng cã ph¶n håi, ®­îc gäi lµ hÖ kÝn khi cã ph¶n håi. NghÜa lµ gi¸ trÞ cña ®¹i l­îng ®Çu ra ®­îc ®­a trë l¹i ®Çu vµo d­íi d¹ng mét tÝn hiÖu nµo ®ã ®Ó ®iÒu chØnh l¹i viÖc ®iÒu khiÓn sao cho ®¹i l­îng ®Çu ra ®at mét gi¸ trÞ mong muèn nµo ®ã. 2-2: Yªu cÊu ®èi víi hÖ truyÒn ®éng b¨ng t¶i tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm. ChÕ ®é lµm viÖc cña c¸c b¨ng t¶i lµ chÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n víi phô t¶i hÇu nh­ kh«ng ®æi. Theo yªu cÇu c«ng nghÖ hÇu hÕt c¸c b¨ng t¶i kh«ng yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é. Trong c¸c ph©n x­ëng s¶n xuÊt theo d©y chuyÒn cã n¬i yªu cÇu d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é D=2:1 ®Ó t¨ng nhÞp ®é lµm viÖc cña toµn bé d©y chuyÒn khi cÇn thiÕt . HÖ truyÒn ®éng c¸c thiÕt bÞ b¨ng, t¶i ®¶m b¶o khëi ®éng ®Çy t¶i. M« men khëi ®éng cña ®éng c¬ MK® = (1,6-1,8)M®m. Bëi vËy nªn chän ®éng c¬ truyÒn ®éng b¨ng t¶i lµ ®éng c¬ cã hÖ sè tr­ît lín, r·nh r«to s©u ®Ó cã m« men më m¸y lín. Nguån cung cÊp cho ®éng c¬ truyÒn ®éng c¸c thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc cÇn cã dung l­îng ®ñ lín, ®Æc biÖt lµ ®èi víi c«ng suÊt ®éng c¬ lín h¬n 30Kw. §Ó khi më m¸y kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn l­íi ®iÖn vµ qóa tr×nh khëi ®éng ®­îc thùc hiÖn nhÑ nhµng vµ dÔ dµng h¬n. -HÖ truyÒn ®éng khÝ nÐn ®­îc øng dông trong tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm cho chuyÓn ®éng th¼ng trong dông cô, trong thiÕt bÞ ph©n lo¹i trong tay ®Èy… 2-3: C«ng suÊt ®éng c¬ truyÒn ®éng thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc -Nguån ®éng lùc trong mét hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn lµ ®éng c¬ ®iÖn. C¸c yªu cÇu kü thuËt ,®é tin cËy trong qu¸ tr×nh lÇm viÖc vµ tÝnh kinh tÕ cña hÖ truyÒ ®éng ®iÖn phô thuéc chÝnh vµo sù lùa chän ®óng ®éng c¬ ®iÖn vµ biÖn ph¸p ®iÒu hµnh ®éng c¬ . Chän ®éng c¬ cho mét hÖ truyÒn déng ®iÖn bao gåm bao gåm nhiÒu tiªu chuÈn ®Ó d¸p øng: +§éng c¬ ph¶i cã ®ñ c«ng suÊt kÐo. +Tèc ®é phï hîp vµ ®¸p øng ®­îc ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é víi mét ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh thÝch hîp. +Tho¶ m·n c¸c yªu cÇu më m¸y vµ h·m ®iÖn.-Phhï hîp víi nguån ®iÖn n¨ng sö dông. +ThÝch hîp víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc . +C¸ch g¸ l¾p: N»m ngang, th¼ng ®øng, ®Õ hay mÆt bÝch … Tiªu chuÈn ®éng c¬ ®ñ c«ng suÊt truyÒn ®éng sÏ ®­îc ®¶m b¶o nÕu tÝnh chän ®óng c«ng suÊt ®éng v¬. ViÖc nµy cã mét ý nghÜa ®èi víi mét hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn. N©ng cao c«ng suÊt ®éng c¬ chän so víi phô t¶i th× ®éng c¬ sÏ kÐo dµi dÔ dµng nh­ng gi¸ thµnh ®Çu t­ cao, hiÖu suÊt kÐm vµ lµm tôt hÖ sè c«ng suÊt cña l­íi ®iÖn do ®éng c¬ ch¹y non t¶i . NÒu chän c«ng su©t ®éng c¬ mµ nhá h¬n c«ng suÊt t¶i yªu cÇu thi ®éng c¬ cã thÓ hoÆc kh«ng kÐo næi t¶i hay kÐo t¶i mét c¸ch nÆng nÒ, dÉn tíi c¸c cuén d©y bÞ ph¸t nãng qu¸ møc, kµm gi¶m tuæi thä ®éng c¬ hay lµm déng c¬ bÞ ch¸y háng nhanh chãng . ViÖc tÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬ cho mét hÖ truyÒn ®éng diÖn ph¶i dùa vµo sù ph¸t nãng cña c¸c ®éng c¬, ®Æc biÖt lµ cuén d©y. Muèn vËy, tÝnh c«ng suÊt ®éng c¬ ph¶i dùa vµo ®Æc tÝnh phô t¶i vµ c¸c quy luËt ph©n bè phô t¶i theo thêi gian. §éng c¬ ®­îc chän ®óng c«ng suÊt th× lµm viÖc b×nh th­êng còng nh­ khi qu¸ t¶i cho phÐp, nhiÖt dé ®éng c¬ kh«ng ®­îc t¨ng qu¸ trÞ sè giíi h¹n cho phÐp . C«ng suÊt ®éng c¬ thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc th­êng tÝnh theo c«ng suÊt c¶n tÜnh.ChÕ dé qu¸ ®é kh«ng tÝnh ®Õn v× sè lÇn ®ãng c¾t Ýt, kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn chÕ ®é phô t¶i cña ®éng c¬ truyÒn ®éng. Phô t¶i cña thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc th­êng Ýt thay ®«itrong qu¸ tr×nh lµm viÖc nªn kh«ng cÇn thiÕt ph¶i kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng vµ qu¸ t¶i. Trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc nÆng nÒ cña thiÕt bÞ, cÇn kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn më m¸y. -Sau ®©y lµ ph­¬ng ph¸p tÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬ truyÒn ®éng b¨ng t¶i. trªn h×nh 2-1 cho thÊy mét lùc theo ph­¬ng th¼ng ®øng ®Æt trªn mÆt ph¼ng nghiªng, cã thÓ ph©n thµnh hai thµnh phÇn : Vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng nghiªng : Song song víi mÆt ph¼ng nghiªng Khi tÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬ truyÒn ®éng b¨ng t¶i , th­êng tÝnh theo c¸c thµnh phÇn sau: -C«ng suÊt P1 ®Ó dÞch chuyÓn vËt liÖu. -C«ng suÊt P2 ®Ó kh¾c phôc tæn thÊt do ma s¸t trong c¸c æ ®ì, ma s¸t gi÷a c¸c b¨ng t¶i vµ c¸c con l¨n khi b¨ng t¶i ch¹y kh«ng. -C«ng suÊt P3 ®Ó n©ng t¶i (nÕu b¨ng t¶i nghiªng) Lùc cÇn thiÕt ®Ó dÞch chuyÓn vËt liÖu lµ: F1=L..cos.k1.g=.L’.k1.g ( 2- 1 ) V× thµnh phÇn ph¸p tuyÕn =L. cos.g t¹o ra lùc c¶n trong c¸c æ ®ì vµ ma s¸t gi÷a b¨ng t¶i vµ con l¨n. Trong ®ã: -: Gãc nghiªng cña b¨ng t¶i -L: ChiÒu dµi b¨ng t¶i -: Khèi l­îng vËt liÖu trªn 1m b¨ng t¶i -k1: HÖ sè tÝnh ®Õn lùc c¶n kjhi dÞch chuyÓn vËt liÖu :k1=0,05 C«ng suÊt cÇn thiÕt ®Ó dÞch chuyÓn vËt liÖu lµ: P1= F1.v= .L’.k1. v .g ( 2- 2 ) Lùc c¶n do ma s¸t sinh ra khi b¨ng t¶i chuyÓn ®éng kh«ng t¶i lµ: F2 =2.L.b.cos.k.2.g =2 L’.. k2. g ( 2- 3 ) -k2: HÖ sè tÝnh ®Õn lùc c¶n khi kh«ng t¶i -b: khèi l­îng b¨ng t¶i trªn 1m chiÒu dµi b¨ng. C«ng suÊt cÇn thiÕt ®Ó kh¾c phôc lùc c¶n ma s¸t: P2= F2.v= 2 L’.b. k2. v. g ( 2- 4 ) Lùc cÇn thiÕt n©ng vËt: P3= ± L..sin..g ( 2- 5 ) BiÓu thøc lÊy dÊu céng (+) khi t¶i ®i lªn vµ dÊu trõ (-) khi t¶i ®i xuèng. C«ng suÊt c©n b»ng: P3= F3 . v= ± .H .v.g ( 2- 6 ) C«ng suÊt tÜnh cña b¨ng t¶i : P= P1+ P2+P3 =(.L’.k1 +2 L’.b.k2 ± .H) .g .v ( 2- 7 ) C«ng suÊt ®éng c¬ truyÒn ®éng b¨ng t¶i ®­îc tÝnh theo biÓu thøc sau: Pdc=k3 . ( 2- 8 ) Trong ®ã: -k3: HÖ sè dõ trò vÒ c«ng suÊt ( k3= 1,2 -1,25) -: HiÖu suÊt truyÒn ®éng L H f f f f β β H×nh 2-1 :S¬ ®å tÝnh to¸n lùc cña b¨ng t¶i Ch­¬ng 3: Trang bÞ ®iÖn cho tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm 3-1: Kh¸i qu¸t Nh­ trong ch­¬ng 1 em ®· tr×nh bµy .Víi tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm em chän b¨ng t¶i lµm thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc .Do ®ã trang bÞ ®iÖn cho tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm lµ trang bÞ ®iÖn cho b¨ng t¶i . Khèng chÕ tù ®éng mét hÖ truyÒn ®éng theo yªu cÇu c«ng nghÖ cña ®èi t­îng mµ b¨ng t¶i phôc vô : C¸c nguyªn t¾c chÝnh khi thiÕt kÕ b¨ng t¶i lµ: -Thø tù khëi ®éng c¸c b¨ng t¶i ng­îc víi chiÒu chuyÓn dÞch dßng vËt liÖu. -Dõng b»ng t¶i ë bÊt kú n¬i nµo ®ã chØ ®­îc phÐp khi b¨ng t¶i tr­íc ®ã ®· dõng . -Ph¶i cã c¶m biÕn vÒ tèc ®é cña mçi b¨ng t¶i vµ c¸c c¶m biÕn b¸o cã t¶i trªn b¨ng hoÆc trong c¸c thïng chøa. Nh­ vËy víi tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm th× ®Ó trang bÞ khèng chÕ hÖ truyÒn ®éng b¨ng t¶i ta cã rÊt nhiÒu ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn lµ: 3-1-1:Khèng chÕ ®iÒu khiÓn b»ng c¸c phÇn tö cã tiÕp ®iÓm Nh÷ng phÇn tö cã tiÕp ®iÓm th­êng ®­îc sö dông trong ®iÒu khiÓn ®ã lµ c«ng t¾c t¬, r¬ le... -¦u ®iÓm: +DÔ l¾p r¸p +T¸c ®éng nhanh +DÔ l¾p r¸p vµ söa ch÷a. +Gia thµnh rÎ -Nh­îc ®iÓm +M¹ch cång kÒnh, tèn diÖn tÝch l¾p ®Æt +Lµm viÖc kh«ng ch¾c ch¾n, dÔ x¶y ra phãng hå quang 3-1-2: Khèng chÕ ®iÒu khiÓn b»ng c¸c phÇn tö kh«ng tiÕp ®iÓm PhÇn tö kh«ng tiÕp ®iÓm ®­êc sö dông trong diÒu khiÓn dã lµ c¸c linh kiÖn ®iÖn tö, linh kiÖn b¸n dÉn... -¦u ®iÓm: +M¹ch ®iÒu khiÓn nhá gän +Gi¸ thµnh rÎ, dÔ dµng mua kiÕm trªn thÞ tr­êng -Nh­îc ®iÓm: +§é tin cËy kh«ng cao +Lµm viÖc kh«ng ch¾c ch¾n. +Khã thay ®æi thuËt to¸n. 3-1-3: Khèng chÕ ®iÒu khiÓn b»ng PLC -¦u ®iÓm: +m¹ch lµm viÖc tin cËy, ch¾c ch¾n +Nhá gän, kh«ng tèn diÖn tÝch . +DÔ dµng thay ®æi thuËt to¸n vµ ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn -Nh­îc ®iÓm: +Ph¶i lËp tr×nh b¨ng phÇn mÒm nªn ®ßi hái ng­êi lËp tr×nh ph¶i biÕt ng«n ng÷ lËp tr×nh. +Tèn kÐm, gi¸ thµnh cao. 3-1-4: Khèng chÕ ®iÒu khiÓn b»ng khÝ nÐn -¦u ®iÓm: +An toµn víi m«i tr­êng +Lµm viÖc tin cËy -Nh­îc diÓm: +G©y tiÕng ån +Gi¸ thµnh cao Nh­ vËy trong mçi ph­¬ng ph¸p ®Òu cã nh÷ng ­u- nh­îc ®iÓm kh¸c nhau. Víi ®å ¸n nghiªn cøu vÒ tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm ®ßi hái cã ®é chÝnh x¸c vµ tÝnh l©u dµi nªn em chän ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®iÖn-khÝ nÐn kÕt hîp víi PLC lµm ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÕn cho hÖ truyÒn ®éng cña tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm. 3-2: HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÖn-khÝ nÐn ®èi t­îng ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu nhiÔu z D©y truyÒn s¶n xuÊt ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn Mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn bao gåm: ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn, ®èi t­îng diÒu khiÓn nh­ s¬ ®å trªn h×nh 2-2 H×nh: 2-2: S¬ ®å hÖ thèng diÒu khiÓn -§èi t­îng ®iÒu khiÓn lµ c¸c lo¹i thiÕt bÞ, m¸y mãc trong kü thuËt. -ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn (m¹ch ®iÒu khiÓn )bao g«m: phÇn tö ®­a tÝn hiÖu, phÇn tö xö lý vµ ®iÒu khiÓn, c¬ cÊu chÊp hµnh.( H×nh 2-3) -TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn lµ ®¹i l­îng ®Çu ra cña thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn vµ ®¹i l­îng ®Çu vµo cña ®èi t­îng ®iÒu khiÓn. -TÝn hiÖu nhiÔu z lµ ®¹i l­îng ®­îc t¸c ®éng tõ bªn ngoµi vµo hÖ thèng vµ g©y ¶nh h­ëng xÊu ®Õn hÖ thèng. H×nh 2-3: C¸c phÇn tö cña m¹ch ®iÒu khiÓn VÝ dô: -C«ng t¾c, nót bÊm -Van ®¶o chiÒu -Xi lanh -C«ng t¾c hµnh tr×nh -Van ch¾n -§éng c¬ khÝ nÐn -C¶m biÕn b»ng tia -Van tiÕt l­u -bé biÕn ®æi ¸p lùc -Van ¸p suÊt -PhÇn tö khuyÕch ®¹i -PhÇn tö chuyÓn ®æi tÝn hiÖu HÖ thèng l¾p r¸p ®iÖn khÝ nÐn ®­îc biÓu diÔn tæng qu¸t theo h×nh 2-4. M¹ch ®iÒu khiÓn th«ng th­êng lµ dßng ®iÖn mét chiÒu 24V DC H×nh 2-4: HÖ thèng l¾p r¸p ®iÖn khÝ nÐn 3-2-1: C¸c phÇn tö ®iÖn TÊN THIẾT BỊ KÝ HIỆU Công tắc: Trong điều khiển, công tắc, nút nhấn là các phần tử đưa tín hiệu. Phần này giới thiệu 2 loại công tắc thông dụng là công tắc đóng mở và công tắc chuyển mạch. 1 2 4 2 2 4 3 1 Công tắc đóng mở Công tắc chuyển mạch Nút nhấn: _ Nút nhấn đóng mở: bình thường 3 và 4 không nối với nhau, khi nhấn nút, 3 nối với 4. _ Nút nhấn chuyển mạch: thường có 2 tiếp điểm thường kín và thường hở. Khi nhấn nút, tiếp điểm thường kín sẽ hở ra và tiếp điểm thường hở sẽ kín lại 1 2 4 2 2 4 3 1 Nút nhấn đóng mở Nút nhấn chuyển mạch Rơle: Rơle được sử dụng như phần tử xử lý tín hiệu. Có nhiều loại rơle khác nhau tùy theo công dụng. _ Rơle đóng mạch: Khi dòng điện vào cuộn dây cảm ứng, lực từ trường xuất hiện sẽ hút lõi sắt, trên đó có lắp các tiếp điểm. Các tiếp điểm chính để đóng mở mạch chính, các tiếp điểm phụ để đóng mở các mạch điều khiển. 1 2 4 6 14 22 32 42 3 5 13 21 31 41 Tiếp điểm chính Tiếp điểm phụ 1 2 3 4 A1 A2 K _ Rơle điều khiển: Rơle điều khiển khác rơle đóng mạch ở chỗ là rơle điều khiển đóng mở cho mạch công suất nhỏ và thời gian đóng mở rất nhỏ. _ Rơle thời gian tác động chậm: Khi cấp nguồn điện vào cuộn K, thì sau một khoảng thời gian Dt, các tiếp điểm K1 mới được tác động. 4 1 2 3 A2 A1 K Dt K Rơle thời gian nhả muộn: Khi ngừng cấp điện cho cuộn hút K thì sau một thời gian Dt các tiếp điểm K1 mới trở lại vị trí ban đầu. K K Dt _ Công tắc hành trình điện - cơ: Bình thường tiếp điểm 1 nối với 2, khi con lăn chạm cữ hành trình, tiếp điểm 1 nối với 4. Khi không tác động: Khi có sự tác động: · S 1 2 4 · S 1 2 4 2 4 1 S · b a _ Công tắc hành trình nam châm: Công tắc hành trình nam châm thuộc lọai công tắc hành trình không tiếp xúc. 4 1 B _ Cảm biến cảm ứng từ: Cảm biến cảm ứng từ hoạt động dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ. Với sự thay đổi khoảng cách giữa cảm biến và vật sẽ làm độ rộng xung của tín hiệu tại ngõ ra thay đổi. Fe _ Cảm biến điện dung: Khi có vật cản sẽ làm điện dung của cảm biến thay đổi dẫn đến tần số riêng của bộ dao động bên trong cảm biến thay đổi,làm cho tần số tín hiệu ngõ ra của cảm biến thay đổi. _ Cảm biến quang: Cảm biến quang gồm 2 bộ phận: _ Bộ phận phát quang _ Bộ phận nhận quang Do sự bố trí của 2 bộ phận này mà ta có 2 dạng cảm biến quang: cảm biến quang 1 chiều và cảm biến quang phản hồi. Bộ phận nhận quang sẽ nhận tín hiệu quang từ bộ phận phát gửi về điều khiển. H×nh 2-5: C¸c phÇn tö ®iÖn 3-2-2: C¸c phÇn tö khÝ Một hệ thống khí nén thông thường bao gốm có các phần tử sau: Phần nguồn khí Phần chấp hành Phần điều khiển 3-2-2-1: Máy nén khí – Thiết bị phân phối khí nén Máy nén khí Máy nén khí là thiết bị tạo ra áp suất khí, ở đó năng lượng cơ học của động cơ điện hoặc động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén và nhiệt năng. Bình trích chứa khí nén Khí nén sau khi ra khỏi máy nén khí và được xử lý thì cần phải có một bộ phận lưu trữ để sử dụng. Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ cân bằng áp suất khí nén từ máy nén khí chuyển đến trích chứa, ngưng tụ và tách nước. Kích thước bình trích chứa phụ thuộc vào công suất của máy nén khí và công suất tiêu thụ của các thiết bị sử dụng, ngoài ra kích thước này còn phụ thuộc vào phương pháp sử dụng: ví dụ sử dụng liên tục hay gián đoạn. Ký hiệu : Mạng đường ống dẫn khí nén Mạng đường ống dẫn khí nén là thiết bị truyền dẫn khí nén từ máy nén khí đến bình trích chứa rồi đến các phần tử trong hệ thống điều khiển và cơ cấu chấp hành. Mạng đường ống dẫn khí nén có thể phân thành 2 loại: -Mạng đường ống được lắp ráp cố định (mạng đường ống trong nhà máy) -Mạng đường ống được lắp ráp di động (mạng đường ống trong dây chuyền hoặc trong máy móc thiết bị) Trong bộ thí nghiệm, đường ống dẫn khí nén được trang bị cho phép tháo lắp dễ dàng và nhanh chóng. Nối hệ thống đến các thiết bị bằng cách đơn giản là đẩy ống vào cổng vào (in-let) hay cổng ra (out-let). Tháo ống ra bằng cách một tay đè vào vành tỳ, tay kia kéo ống ra. 3-2-2-2: Các phần tử trong hệ thống điều khiển Một hệ thống điều khiển bao gồm ít nhất là một mạch điều khiển vòng hở (Open – loop Control System) với các phần tử sau: -Phần tử đưa tín hiệu : nhận những giá trị của đại lượng vật lý như đại lượng vào, là phần tử đầu tiên của mạch điều khiển. Ví dụ: van đảo chiều, rơle áp suất. -Phần tử xử lý tín hiệu: Xử lý tín hiệu nhận vào theo một quy tắc logic nhất định, làm thay đổi trạng thái của phần tử điều khiển. Ví dụ: van đảo chiều, van tiết lưu, van logic OR hoặc AND. -Cơ cấu chấp hành: thay đổi trạng thái của đối tượng điều khiển, là đại lương ra của mạch điều khiển. Ví dụ: xilanh, động cơ khí nén. a: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 hướng của dòng khí nén. Ký hiệu của van đảo chiều Vị trí của nòng van được ký hiệu bằng các ô vuông liền nhau với các chữ cái, a, b, c ,… hay các chữ số 0, 1, 2, … a o b b a Vị trí ‘không’ là vị trí mà khi van chưa có tác động của tín hiệu bên ngoài vào. Đối với van có 3 vị trí, thì vị trí ở giữa, ký hiệu ‘o’ là vị trí ‘không’. Đối với van có 2 vị trí thì vị trí ‘không’ có thể là ‘a’ hoặc ‘b’, thông thường vị trí bên phải ‘b’ là vị trí ‘không’. H×nh 2-6: Ký hiệu cửa nối van Cửa nối van được ký hiệu như sau: ISO 5599 ISO 1219 Cửa nối với nguồn (từ bộ lọc khí) 1 P Cửa nối làm việc 2 , 4, 6, … A , B , C, … Cửa xả khí 3 , 5 , 7… R , S , T… Cửa nối tín hiệu điều khiển 12 , 14… X , Y … Kí hiệu cửa xả khí b a Trường hợp a là cửa xả khí không có mối nối cho ống dẫn, còn cửa xả khí có mối nối cho ống dẫn khí là trường hợp b. 1 0 Cửa xả khí không có mối nối cho ống dẫn 2(A) 4(B) 5(S) 1(P) 3(R) Nối với nguồn khí nén Cửa xả khí có mối nối cho ống dẫn 14(Z) Cửa nối điều khiển 12(Y) Cửa nối điều khiển Cửa 1nối với cửa 2 Cửa 1nối với cửa 4 Bên trong ô vuông của mỗi vị trí là các đường mũi tên biểu diễn hướng chuyển động của dòng khí nén qua van. Khi dòng bị chặn thì được biểu diễn bằng dấu gạch ngang. Hình 2-7: ký hiệu của van đảo chiều 5/2 Trong đó: 5 : chỉ số cửa 2 : chỉ số vị trí Hình 2-8: Cách gọi tên và ký hiệu của một số van đảo chiều: TÊN THIẾT BỊ KÍ HIỆU Van đảo chiều 2/2 Van đảo chiều 4/2 Van đảo chiều 5/2 Van đảo chiều 3/2 b:Tín hiệu tác động Tín hiệu tác động vào van đảo chiều có 4 loại là: tác động bằng tay, tác động bằng cơ học, tác động bằng khí nén và tác động bằng nam châm điện. Tín hiệu tác động từ 2 phía ( đối với van đảo chiều không có vị trí “không”) hay chỉ từ 1 phía (đối với van đảo chiều có vị trí ‘không’). Hình 2-9: Tác động bằng tay TÊN THIẾT BỊ KÍ HIỆU Kí hiệu nút nhấn tổng quát Nút bấm Tay gạt Bàn đạp Hình 2-10: Tác động bằng khí nén TÊN THIẾT BỊ KÍ HIỆU Trực tiếp bằng dòng khí nén vào Trực tiếp bằng dòng khí nén ra Trực tiếp bằng dòng khí nén vào với đường kính 2 đầu nòng van khác nhau Gián tiếp bằng dòng khí nén ra qua van phụ trợ Hình 2--11: Tác động bằng cơ TÊN THIẾT BỊ KÍ HIỆU Đầu dò Cữ chặn bằng con lăn , tác động 2 chiều Cữ chặn bằng con lăn , tác động 1 chiều Lò xo Nút nhấn có rãnh định vị Hình 2-12: Tác động bằng nam châm điện: TÊN THIẾT BỊ KÍ HIỆU Trực tiếp Bằng nam châm điện và van phụ trợ Tác động theo cách hướng dẫn cụ thể 3-2-2-3: Cơ cấu chấp hành a: Yêu cầu Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi năng lượng khí nén thành năng lượng cơ học. Cơ cấu chấp hành có thể thực hiện chuyển động thẳng (xilanh) hoặc chuyển động quay (động cơ khí nén). b:Xilanh Hình 2-13: Các loại xilanh TÊN THIẾT BỊ KÍ 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. Chiều tác dụng ngược lại do ngoại lực. Chiều tác dụng ngược lại do lò xo. a b Xilanh tác dụng 2 chiều (xilanh tác dụng kép): Áp suất khí nén được dẫn vào 2 phía của xilanh, do yêu cầu điều khiển -mà xilanh sẽ đi vào hay đi ra tùy thuộc vào áp lực khí nén vào phía nào. Kí hiệu chung Kí hiệu theo yêu cầu đặc biệt Xilanh quay : Hình biểu diễn biểu tượng của xilanh quay. Hai ngõ 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: Xilanh trượt là loại xilanh không có cần piston, có chiều dài chỉ bằng một nửa so với xilanh có cần piston c:Động cơ khí nén Động cơ khí nén có nhiệm vụ biến đổi năng lượng của khí nén thành năng lượng cơ học (chuyển động quay). a. b. Ký hiệu: Động cơ quay một chiều Động cơ quay hai chiều Động cơ khí nén trong thực tế có các loại sau đây: -Động cơ bánh r¨ng -Động cơ trục vÝt - Động cơ cánh gạt -Động cơ piston hướng kính -Động cơ dọc trục -Động cơ tuabin -Động cơ màng 3-3: HÖ thèng ®iÒu khiÓn PLC Bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ lËp tr×nh PLC (viÕt t¾t cña côm tõ Programmable Logic Controller) lµ mét thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn nhá gän, th«ng minh víi tÝnh n¨ng linh ho¹t ®­îc thiÕt kÕ trªn tÊt c¶ c¸c chuÈn mùc cña ®iÒu khiÓn tù déng. PLC cã nhiÒu lo¹i kh¸c nhau cña c¸c h·ng s¶n xuÊt thiÕt bÞ tù ®éng ho¸ trªn thÕ giíi. Cã thÓ kÓ ra nh­: ZEN, CMP1A,C200HX,…vµ c¸c phiªn b¶n vÒ sau cña OMRON (NhËt); LOGO, S5, S7 cña SIEMENS (§øc); Techmic cña Ph¸p, FUJI cña NhËt,… 3-3-1: CÊu tróc phÇn cøng cña PLC. CÊu tróc phÇn cøng cña tÊt c¶ c¸c PLC ®Òu cã c¸c bé phËn sau: Bé xö lý trung t©m : (CPU – Central Processing Unit ) CPU ®iÒu khiÓn vµ qu¶n lý tÊt c¶ ho¹t ®éng bªn trong PLC. ViÖc trao ®æi th«ng tin gi÷a PLC, bé nhí vµ khèi vµo /ra ®­îc thùc hiÖn th«ng qua hÖ thèng Bus d­íi sù ®iÒu khiÓn cña CPU. Mét m¹ch dao ®éng th¹ch anh cung cÊp xung clock tÇn sè chuÈn cho CPU, th­êng lµ 1 hay 8 Mhz tuú thuéc vµo bé xö lý sö dông. TÇn sè xung clock x¸c ®Þnh tèc ®é ho¹t ®éng cña PLC vµ dïng ®Ó thùc hiÖn sù ®ång bé cho tÊt c¶ phÇn tö trong hÖ thèng. *Bé nhí : TÊt c¶ PLC ®Òu dïng c¸c lo¹i bé nhí sau : -ROM (Read Only Memory ) -RAM ( Random Acess Memory ) -EEPROM (Electronic Erasable Programmable Read Only Memory) Víi sù tiÕn bé cña c«ng nghÖ chÕ t¹o bé nhí, nªn hÇu nh­ c¸c PLC ®Òu dïng bé nhí EEPROM. Tr­êng hîp øng dông cÇn bé nhí lín cã thÓ chän lùa gi÷a bé nhí RAM cã nguån Pin nu«i vµ bé nhí EEPROM. Ngoµi ra, PLC cÇn bé nhí RAM cho c¸c chøc n¨ng kh¸c nh­ : Bé ®Öm ®Ó l­u tr¹ng th¸i cña c¸c ngâ vµo vµ ngâ ra . Bé nhí t¹m cho t¸c vô ®Þnh th×, t¸c vô ®Õ, truy xuÊt cê Dung l­îng bé nhí : §èi víi PLC lo¹i nhá th­êng bé nhí cã dông l­îng cè ®Þnh, th­êng lµ 2k. Dung l­îng nµy lµ ®ñ ®¸p øng cho kho¶ng 80% ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng trong c«ng nghiÖp. Do gi¸ thµnh bé nhí gi¶m liªn tôc, c¸c nhµ s¶n xuÊt PLC trang bÞ bé nhí ngµy cµng lín h¬n cho c¸c s¶n phÈm cña hä. * Khèi vµo/ra : Mäi ho¹t ®éng xö lý tÝn hiÖu bªn trong PLC cã møc ®iÖn ¸p 5 vol DC vµ 15 vol DC (®iÖn ¸p cho TTL vµ CMOS), trong khi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn bªn ngoµi cã thÓ lín h¬n nhiÒu, th­êng 24 vol DC ®Õn 240 vol DC víi dßng lín. Khèi vµo / ra cã vai trß lµ m¹ch giao tiÕp gi÷a vi m¹ch ®iÖn tö cña PLC víi c¸c m¹ch c«ng suÊt bªn ngoµi kÝch ho¹t c¸c c¬ cÊu t¸c ®éng, nã thùc hiÖn chuyÓn ®æi c¸c møc ®iÖn tÝn hiÖu vµ c¸ch ly, tuy nhiªn, khèi vµo / ra cho phÐp PLC kÕt nèi trùc tiÕp víi c¸c c¬ cÊu t¸c ®éng cã c«ng suÊt nhá, cì 2A trë xuèng kh«ng cÇn c¸c m¹ch c«ng suÊt trung gian hay r¬le trung gian. * Pa-len lËp tr×nh: Trªn c¸c PLC lo¹i lín th­êng lËp tr×nh b»ng c¸ch dïng VDU (Visual Display Unit) víi ®Çy ®ñ c¸c bµn phÝm vµ mµn h×nh, ®­îc nèi víi PLC th«ng qua cæng nèi tiÕp, th­êng lµ RS – 442. C¸c VDU hç trî rÊt tèt cho viÖc lËp tr×nh d¹ng ng«n ng÷ Ladder kÓ c¶ c¸c chó thÝch trong m«i tr­êng so¹n th¶o ch­¬ng tr×nh lµm cho ch­¬ng tr×nh dÔ ®äc h¬n. HiÖn nay m¸y vi tÝnh ®­îc xö dông rÊt phæ biÕn ®Ó lËp tr×nh cho PLC, víi CPU xö lý nhanh, mµn h×nh ®å ho¹ chÊt l­îng cao, bé nhí lín vµ gi¸ thµnh ngµy cµng h¹, m¸y vi tÝnh rÊt lý t­ëng cho viÖc lËp tr×nh b»ng ng«n ng÷ Ladder, ngoµi ra bé lËp tr×nh cÇm tay (Console) th­êng ®­îc sö dông thuËn tiÖn trong c«ng t¸c söa ch÷a vµ b¶o tr×. 3-3-2: CÊu trúc phần cứng của PLC S7-300 Thiết bị điều khiển PLC S7-300 do hãng simen sản xuất với kích thước nhỏ, gọn chúng có kết cấu theo kiểu các module được sắp xếp trên các thanh rack. Trên mỗi rack chỉ có thể gá được nhiều nhất 8 module mở rộng (không kể CPU, module nguồn nuôi ). Một CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 rack. 3-3-3: Các module PLC S7-300 Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng vào thực tế phần lớn các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủng loại tín hiệu vào/ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hoá về cấu hình. Chúng được sử dụng theo kiểu các module . Số lượng module nhiều hay ít tuỳ vào yêu cầu thực tế, xong tối thiểu bao giờ cũng có một module chính la CPU, các module còn lại nhận truyền tín hiệu với các đối tượng điều khiển, các module chức năng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ van thuỷ khí …Chúng gọi chung là module mở rộng. Cấu hình của một trạm PLC S7-300 như sau : Hình 2-14 : Cấu hình một thanh rack của một trạm PLC S7-300 3-3-3-1: Module CPU Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS485)… và có thể còn có một vài cổng vào ra số. Các cổng vào ra số có trên module CPU được gọi là cổng vào ra Onboard. CPU 312 IFM CPU 314C-2PTP CPU 314 CPU 314C-2DP Hình 2-15: Một số CPU của PLC S7-300. PLC S7_300 có nhiều loại module CPU khác nhau. Chúng được đặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó như module CPU312, module CPU314, module CPU315… Những module cùng sử dụng 1 loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về cổng vào/ra onboard cũng như các khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào/ra onboard này sẽ được phân biệt với nhau trong tên gọi bằng thêm cụm chữ IFM (Intergrated Function Module). Ví dụ như Module CPU312 IFM, Module CPU314 IFM… Ngoài ra còn có các loại module CPU với 2 cổng truyền thông, trong đó cổng truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán. Các loại module này phân biệt với các loại module khác bằng cụm từ DP (Distributed Port) như là module CPU315-DP. 3-3-3-2: Module mở rộng: Thiết bị điều khiển khả trình SIMATIC S7-300 được thiết kế theo kiểu module. Các module này sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Việc xây dựng PLC theo cấu trúc module rất thuận tiện cho việc thiết kế các hệ thống gọn nhẹ và dễ dàng cho việc mở rộng hệ thống. Số các modul được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng ứng dụng nhưng tối thiểu bao giờ cũng phải có một module chính là module CPU, các module còn lại là những module truyền và nhận tín hiệu với đối tượng điều khiển bên ngoài như động cơ, các đèn báo, các rơle, các van từ. Chúng được gọi chung là các module mở rộng. Các module mở rộng chia thành 5 loại chính: a. Module nguồn nuôi (PS - Power supply): Có 3 loại: 2A, 5A, 10A. b. Module xử lý vào/ra tín hiệu số (SM - Signal module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm: - DI (Digital input): Module mở rộng các cổng vào số. Số các cổng vào số mở rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại module. - DO (Digital output): Module mở rộng các cổng ra số. Số các cổng ra số mở rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại module. - DI/DO (Digital input/Digital output): Module mở rộng các cổng vào/ra số... Số các cổng vào/ra số mở rộng có thể là 8 vào/8ra hoặc 16 vào/16 ra tuỳ từng loại module. - AI (Analog input): Modulee mở rộng các cổng vào tương tự. Số các cổng vào tương tự có thể là 2, 4, 8 tuỳ từng loại module. - AO (Analog output): Modulee mở rộng các cổng ra tương tự. Số các cổng ra tương tự có thể là 2, 4 tuỳ từng loại module. - AI/AO (Analog input/Analog output): Modulee mở rộng các cổng vào/ra tương tự. Số các cổng vào/ra tương tự có thể là 4 vào/2 ra hay 4 vào/4 ra tuỳ từng loại module. Các CPU của S7_300 chỉ xử lý được các tín hiệu số, vì vậy các tín hiệu analog đều phải được chuyển đổi thành tín hiệu số. Cũng như các module số, người sử dụng cũng có thể thiết lập các thông số cho các module analog. c. Module ghép nối (IM - Interface module): Module ghép nối nối các module mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý chung bởi 1 module CPU. Thông thường các module mở rộng được gắn liền với nhau trên một thanh đỡ gọi là rack. Trên mỗi rack có nhiều nhất là 8 module mở rộng (không kể module CPU, module nguồn nuôi). Một module CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 rack và các rack này phải được nối với nhau bằng module IM. Các module ghép nối (IM) cho phép thiết lập hệ thống S7_300 theo nhiều cấu hình. S7-300 cung cấp 3 loại module ghép nối sau: - IM 360: Là module ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8 module trên đó với khoảng cách tối đa là 10 m lấy nguồn từ CPU. - IM 361: Là module ghép nối có thể mở rộng thêm ba tầng, với một tầng chứa 8 module với khoảng cách tối đa là 10 m đòi hỏi cung cấp một nguồn 24 VDC cho mỗi tầng. - IM 365: Là module ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8 module trên đó với khoảng cách tối đa là 1m lấy nguồn từ CPU. d. Module chức năng (FM - Function module): Module có chức năng điều khiển riêng. Ví dụ như module PID, module điều khiển động cơ bước… e. Module truyền thông (CP - Communication module): Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính. 3-3-4: Vòng quét chương trình: PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1 (Block End). Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi . Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thời gian vòng quét (Scan time). Thời gian vòng quét không cố định, không phải vòng quét nào cũng thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau. Mà tuỳ thuộc vào số lệnh trong chương trình được thực hiện, vào khối lượng dữ liệu được truyền thông...trong vòng quét đó. Truyền thông và kiểm tra nội bộ Chuyển dữ liệu từ cổng vào tới I Thực hiện chương trình Chuyển dữ liệu từ cổng vào Q VÒNG QUÉT Hình 2-16: Vòng quét chương trình Như vậy, việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển tới đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét. Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của chương trình điều khiển trong PLC. Thời gian vòng quét càng ngắn, tính thời gian thực của chương trình càng cao. Chương trình xử lí ngắt có thể xâm nhập vào bất kì giai đoạn nào của chu trình vòng quét. Vì thế, thời gian vòng quét sẽ càng lớn khi càng có nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện trong vòng quét. Do đó, để nâng cao tính thời gian thực cho chương trình điều khiển, tuyệt đối không nên viết chương trình xử lý ngắt quá dài hoặc quá lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt trong chương trình điều khiển. Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo. Việc truyền thông gữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 3 do hệ điều hành CPU quản lý. Ở một số module CPU, khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh trực tiếp với cổng vào/ra. 3-3-5: Ngôn ngữ lập trình Các loại PLC thường có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ các đối tượng khác nhau. PLC S7300 có 3 ngôn ngữ lập trình cơ bản như sau : - Liệt kê lệnh (STL): đây là dạng ngôn ngữ thông thường của máy. Một chương trình được ghép bởi nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều có cấu trúc chung là : tên lệnh + thuật toán. - Dạng hình thang(LAD): đây là dạng ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với đối tượng quen thiết kế mạch điều khiển logic . - Dạng hình khối (FBD): đay là dạng ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với đối tượng quen thiết kế mạch điều khiển số. Một chương trình viết trên LAD hoặc FBD có thể chuyển sang dạng STL nhưng ngược lại thì không, trong STL có nhiều lệng nhưng LAD và FBD không có. Như vậy STL là ngôn ngữ mạnh nhất trong 3 loại ngôn ngữ lập trình cho S7-300. Víi ®å ¸n m«n häc cña m×nh em chän ng«n ng÷ STL ®Ó viÕt ch­¬ng tr×nh cho tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm. Ch­¬ng 4: tÝnh chän m« h×nh tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm Trong ch­¬ng nµy em ®i vµo tÝnh chän cô thÓ mét m« h×nh ph©n lo¹i s¶n phÈm.§ã lµ m« h×nh ph©n lo¹i s¶n phÈn theo mµu s¾c. 4-1: M« h×nh H×nh 4.1 : M« h×nh tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm theo mµu s¾c a:Trang bÞ cho m« h×nh tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm gåm cã: -PhÇn tö chÊp hµnh lµ: ®éng c¬, xi lanh -PhÇn tö ®iÒu khiÓn lµ: §iÖn- khÝ nÐn vµ PLC -PhÇn tö ®Çu vµo lµ: c¶m biÕn b:Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m« h×nh tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm: Gi¶ sö tiÕn hµnh x©y dùng mét m« h×nh trËm ph©n lo¹i s¶n phÈm theo mµu s¾c nh­ h×nh 2-17 ®Ó ph©n lo¹i 2 s¶n phÈm mµu xanh vµ mµu ®á th× nguyªn lý ho¹t ®éng nh­ sau: S¶n phÈm ®­îc ®­a ®Õn b¨ng t¶i vµ ®­îc ®­a ®Õn tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm.T¹i tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm cã hai b¨ng t¶i chuyÓn ®éng nhê hai ®éng c¬. Mét b¨ng t¶i truyÒn ®éng chÝnh lµ b¨ng t¶i n»m ngang. T¹i d©y s¶n phÈm ®­îc ®­a ®Õn b¨ng t¶i vµ nhê cã c¶m biÕn ph©n lo¹i mµu s¾c mµ s¶n phÈm d­äac ph©n lo¹i theo ®óng yªu cÇu.NÕu lµ s¶n phÈm mµu xanh th× c¶m biÕn sÏ kh«ng t¸c ®éng vµ s¶n phÈm ®­îc ®­a ®Õn tr¹m ®ãng gãi. NÕu lµ s¶n phÈm mµu ®á th× c¶m biÕn t©c ®éng, ®­a tÝn hiÖu t¸c ®éng ®Õn xi lanh vµ pitt«ng chuyÓn ®éng ®Èy s¶n phÈm mµu ®á ra khái b¨ng truyÒn chÝnh sang b¨ng truyÒn phô ®Ó ®­a ®Õn tr¹m ®ãng gãi. Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ cø lÆp ®ii lÆp l¹i nh­ thÕ. Vµ ®Ó x©y dùng mét m« h×nh tr¹m ph©n lo¹i n s¶n phÈm nh­ thÕ th× cÇn ph¶i tÝnh chän c¸c phÇn tö sau: 4-2: TÝnh chän ®éng c¬ b¨ng t¶i 4-2-1: TÝnh chän ®éng c¬ b¨ng t¶i truyÒn ®éng chÝnh (b¨ng t¶i n»m ngang) -Chän ®éng c¬ truyÒn ®éng lµ ®éng c¬ xoay chiÒu 3 pha -Chän b¨ng t¶i cã: +ChiÒu dµi b¨ng t¶i lµ: L=10m +ChiÒu réng cña b¨ng t¶i lµ: a= 0,65m +Tèc ®é ch¹y cña b¨ng t¶i lµ: v= 0.5 m/s +Khèi l­îng vËt liÖu trªn 1m b¨ng t¶i lµ: = 15kg/m + Gãc nghiªng cña b¨ng t¶i lµ: =00 +HÖ sè tÝnh ®Õn lùc c¶n khi dÞch chuyÓn vËt liÖu lµ: k1=0,05 +Khèi l­îng b¨ng t¶i trªn 1m chiÒu dµi b¨ng lµ: b= 4 kg/m +HÒ sè tÝnh ®Õn lùc c¶n khi kh«ng t¶i lµ: k2=0,05 +HÖ sè dù tr÷ vÒ c«ng suÊt lµ: k3= 1,2 +hiÖu suÊt truyÒn ®éng khi cã t¶i lµ: = 0,85 -C«ng suÊt cÇn thiÕt ®Ó dÞch chuyÓn vËt liÖu lµ: Tõ c«ng thøc (2 -2) ta cã: P1=F1.v=.L.K1.v.g (v× L=L’ ) Thay sè: P1=15.10. 0,05. 0,5. 10= 37,5 ( kw ) -C«ng suÊt cÇn thiÕt ®Ó kh¾c phôc lùc c¶n ma s¸t lµ: Tõ c«ng thøc ( 2- 4 ) ta cã: P2=F2.v= 2L. b. k2 .v. g Thay sè: P2= 2.10. 4. 0,05. 0,5. 10= 20 ( kw ) -C«ng suÊt tÜnh cña b¨ng t¶i : Tõ c«ng thøc ( 2-7 ) ta cã: P=P1 + P2= 37,5 + 20= 57,5 ( kw ) -C«ng suÊt ®éng c¬ truyÒn ®éng b¨ng t¶i ®­îc tÝnh theo biÓu thøc: Tõ c«ng thøc ( 2- 8 ) ta cã: Pdc = k3 . = 1,2 . = 81,16 ( kw ) 4-2-2: TÝnh chän ®éng c¬ b¨ng t¶i truyÒn ®éng phô -Chän ®éng c¬ truyÒn ®éng lµ ®éng c¬ xoay chiÒu 3 pha -Chän b¨ng t¶i cã: +ChiÒu dµi b¨ng t¶i lµ: L=7m +ChiÒu réng cña b¨ng t¶i lµ: a= 0,65m +Tèc ®é ch¹y cña b¨ng t¶i lµ: v= 0.5 m/s +Khèi l­îng vËt liÖu trªn 1m b¨ng t¶i lµ: = 15kg/m + Gãc nghiªng cña b¨ng t¶i lµ: =00 +HÖ sè tÝnh ®Õn lùc c¶n khi dÞch chuyÓn vËt liÖu lµ: k1=0,05 +Khèi l­îng b¨ng t¶i trªn 1m chiÒu dµi b¨ng lµ: b= 4 kg/m +HÒ sè tÝnh ®Õn lùc c¶n khi kh«ng t¶i lµ: k2=0,05 +HÖ sè dù tr÷ vÒ c«ng suÊt lµ: k3= 1,2 +hiÖu suÊt truyÒn ®éng khi cã t¶i lµ: = 0,85 -C«ng suÊt cÇn thiÕt ®Ó dÞch chuyÓn vËt liÖu lµ: Tõ c«ng thøc (2-1) (2 -2) ta cã: P1=F1.v=.L’ .K1.v.g (v× L’= L.cos ) Thay sè: P1=15.7. cos 00. 0,05. 0,5. 10= 26,25 ( kw ) -C«ng suÊt cÇn thiÕt ®Ó kh¾c phôc lùc c¶n ma s¸t lµ: Tõ c«ng thøc ( 2- 4 ) ta cã: (v× L’= L.cos) P2=F2.v= 2L. cos .b. k2 .v. g Thay sè: P2= 2.7. cos 00.. 4 . 0,05. 0,5. 10= 14( kw ) -C«ng suÊt tÜnh cña b¨ng t¶i : Tõ c«ng thøc ( 2-7 ) ta cã: P=P1 + P2= 26,25 + 14 = 40,25 ( kw ) -C«ng suÊt ®éng c¬ truyÒn ®éng b¨ng t¶i ®­îc tÝnh theo biÓu thøc: Tõ c«ng thøc ( 2- 8 ) ta cã: Pdc = k3 . = 1,2 = 56,8 ( kw ) 4-3: TÝnh chän c¶m biÕn C¸c bé c¶m biÕn th­êng ®­îc ®Þnh nghÜa theo nghÜa réng lµ thiÕt bÞ c¶m nhËn vµ ®¸p øng víi c¸c tÝn hiÖu kÝch thÝch .Theo m« h×nh ta cã thÓ coi bé c¶m biÕn nh­ nh­ mét m¹ng hai cöa.Trong ®ã cöa vµo lµ biÕn tr¹ng th¸i cÇn ®o x,cöa ra lµ ®¸p øng y cña bé c¶m biÕn víi kÝch thÝch ®Çu vµo x x kÝch thÝch y ®¸p øng H×nh 4.2: M« h×nh m¹ch cña bé c¶m biÕn §èi víi m« h×nh ph©n lo¹i s¶n phÈm theo mµu s¾c ®· chän th× em lõa chän c¶m biÕn quang ®iÖn tö ®Ó sö dông lµm c¶m biÕn ph©n lo¹i s¶n phÈm trong ®å ¸n cña m×nh. 4-3-1: Kh¸i qu¸t c¶m biÕn quang ®iÖn tö l«gic mê: L«gic mê ®­îc øng dông trong c¸c c¶m biÕn quang ®iÖn tö ®Ó nhËn d¹ng ¶nh vµ truyÒn th«ng tin vÒ bé xö lý ®Ó x¸c ®Þnh h×nh ¶nh vµ mµu s¾c cña ®èi t­îng trong kho¶ng thêi gian x¸c ®Þnh .C¸c c¶m biÕn th«ng dông kh«ng thÓ thùc hiÖn chøc n¨ng nµy v× chóng chØ t¸c dông víi mét mµu x¸c ®Þnh vµ kh«ng thùc hiÖn ®­îc víi c¸c mµu kh¸c vµ bãng tèi ,v× thÕ chØ sö dông ®­îc trong nh÷ng ®iÒu kÞªn nhÊt ®Þnh ®Ó tr¸nh nhiÔu cña m«i tr­êng . Nh÷ng nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn c«ng nghÖ nhËn d¹ng ¶nh l«gic mê b¾t ®Çu tõ giòa n¨m 1990 .§· chÕ t¹o c¶m biÕn l«gic mê cã thÓ nhËn biÕt mµu mong muèn vµ so s¸nh chóng víi nh÷ng mµu quan s¸t ®­îc .Bé c¶m biÕn cã thÓ ph©n biÖt gi÷a c¸c mµu cho phÐp hoÆc kh«ng vho phÐp cña ®èi t­îng trªn b¨ng t¶i .Nhê viÖc ph¸t triÓn c«ng nghÖ nguån s¸ng míi cho phÐp bé c¶m biÕn mµu ®o vµ nhËn d¹ng mµu chÝnh x¸c ¬n. 4-3-2: Nguyªn lý c¶m biÕn : Bé c¶m biÕn ®­îc thiÕt kÕ víi nguån s¸ng phæ réng dung mét chïm ®i«t ph¸t quang LED .nguån s¸ng LED æn ®Þnh bÒn v÷ng ,cã kh¶ n¨ng chiÕu s¸ng cho môc tiªu cã tèc ®é cao . Chïm LED ®­îc chÕ t¹o víi ba mµu ®¹i diÖn lµ ®á ,xanh l¸ c©y ,xanh da trêi cã phæ s¸ng réng. ¸nh s¸ng tíi ®Ých ®­îc ph¶n x¹ víi c­êng ®é thay ®æi phô thuéc vµo mµu cña môc trªn cÇn ph©n tÝch . ¸nh s¸ng ph¶n x¹ tíi bé thu n»m ë t©m cña chïm LED .L­îng ¸nh s¸ng ph¶n x¹ tëi bé thu ®­îc chuyÓn ®æi thµnh ®iÖn ¸p vµ sau ®ã ®­îc sè ho¸ b»ng bé ®æi t­¬ng tù sè.Qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi néi t¹i cña c¸c gi¸ trÞ mµu ®á ,xanh l¸ c©y vµ xanh da trêi RGB phô thuéc vµo kÝch th­íc mÉu vµ ®­îc bï tÝn hiÖu nhiÔu. ¸nh s¸ng m«i tr­êng xung quanh ®­îc lÊy mÉu theo tùng xun vµ ®­îc trõ trùc tiÕp vµo tÝn hiÖu lÊy mÉu ®Ó loai trõ h×nh ¶nh cña ¸nh s¸ng xung quanh ph©n x­ëng ,do vËy kh«ng cÇn miÕng che ®Çu c¶m biÕn .Trong khu vùc chiÕu s¸ng cã dé räi rÊt cao ,hoÆc tÇn sè ¸nh s¸ng rÊt cao ta cã thÓ sö dông mét sè miÕng che ®Ó h¹n chÕ ®é s¸ng .M¹ch ®iÖn tö cña c¶m biÕn cã m¹ch bï nhiÖt ®é ®Ó æn ®Þnh gi¸ trÞ ®äc trong kho¶ng nhiÖt ®é. 4-3-3: Bé so s¸nh mµu vµ c¸c dông cô ®o mµu ®óng NÕu ban ®Çu mµu c¶m nhËn ®­îc b»ng phæ kÕ,bé c¶m biÕn mµu l«gic mê (bé so s¸nh) cã thÓ ®Æt phèi hîp víi nã. Bé c¶m biÕn mµu cã thÓ nhËn cïng khu vùc mµ phæ kÕ ®äc ®­îc do ®ã c©n b»ng mµu tiªu chuÈn c¶m nhËn ®­îc víi mµu tuyÖt ®èi tiªu chuÈn.§iÒu nµy cho phÐp chuyÓn tõ mµu tiªu chuÈn sang mµu ®­îc hiÓn thÞ .¦u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ c¶m nhËn ®­îc mµu tèt h¬n vµ ph©n bè qua diÖn tÝch cña bé c¶m biÕn mµu víi hÖ thèng to¹ ®é mµu tiªu chuÈn nh­ hÖ thèng CIE . 4-3-4: C¸c thuËt to¸n c¶m nhËn mµu Cã hai thuËt to¸n phÇn mÒm hoÆc mét sè quy t¾c dïng ®Ó ph©n tÝch d÷ liÖu cña bé c¶m biÕn l«gic mê: 1 thuËt to¸n tuyÖt ®èi :so mµu dôa trªn c¬ së ®iÖn ¸p tuyÖt ®èi . 2 thuËt to¸n t­¬ng ®èi :so mµu dùa trªn c¬ së phÇn tr¨m t­¬ng ®èi cña mçi thµnh phÇn ®iÖn ¸p RGB. ViÖc l­a chän thËt to¸n phô thuéc vµo kho¶ng c¸ch c¶m nhËn vµ lo¹i mµu cÇn ph©n biÖt.NÕu c«ng suÊtt thay ®æi rÊt nhiÒu theo kho¶ng c¸ch nªn sö dông thuËt to¸n tuyÖt ®èi rÊt nhiÒu theo kho¶ng c¸ch nªn sö dông thuËt to¸n tuyÖt ®èi ®Ó tham kh¶o .Khi thuËt to¸n t­¬ng ®èi kh«ng mang th«mg tin vÒ ¸nh s¸ng cÇn gi¶m biÕn thiªn cña kho¶ng c¸ch mong muèn .thuËt to¸n t­¬ng ®èi chØ sù thay ®æi mµu ,nã tån t¹i trong viÖc so mµu.NÕu kho¶ng c¸ch c¶m nhËn cã thÓ duy tr× kh«ng ®æi thuËt to¸n t­¬ng ®æi t¸c ®éng tèt ®Ó ph¸t hiÖn s­ thay ®æi mËt ®é cña mµu ®¬n . 4-3-5: §Æc ®iÓm cña bé c¶m biÕn : ViÖc thiÕt kÕ bé c¶m biÕn mµu l«gic mê nh»m ®¹t ®­îc kh¶ n¨ng c¶m nhËn mµu tèi ®a nh­ng vÉn ®¶m b¶o sù ho¹t ®énng ®¬n gi¶n vµ sö dông l©u dµi c¸c bé c¶m biÕn c«ng nghiÖp ®iÓn h×nh .CÇn l­u ý mét sè ®¨c tÝnh nh­ tèc ®é nhanh, kÝch th­íc nhá, cÊu h×nh ®¬n gi¶n, lµm viÖc lÆp l¹i vµ tuæi thä cao ViÖc chän nguån s¸ng m¹ch r¾n tho¶ m·n yªu cÇu thiÕt kÕ bé c¶m biÕn mµu c«ng nghiÖp .Bé c¶m biÕn mµu l«gic sö dông hai bé LED mµu ®á ,xanh l¸ c©y, xanh da trêi ,bao trïm phæ ¸nh s¸ng nh×n thÊy vµ ®­îc chuyÓn ®æi thµnh tÝn hiÖu sè . ¸nh s¸ng ph¸t ra tõ mçi LED ®­îc chuyÓn thµnh xung tuÇn tù ®Õn ®Ých vµ n¨ng l­îng ph¶n x¹ ®­îc chip bé thu quang silÜcon thu nhËn trong chïm LED. M¹ch bï ¸nh s¸ng m«i tr­êng liªn tôc ®­îc n¹p l¹i gi÷a mçi xung LED do vËy tÝn hiÖu ghi l¹i hÇu nh­ chØ cã xung ¸nh s¸ng cña LED .nguån cã tèc ®é nhanh vµ æn ®Þnh kh«ng cÇn dïng bé läc .Sù phèi hîp LED mµu xanh l¸ c©y víi ®á vµ xanh da trêi ®Þnh mµu s¾c .ViÖc lùa chän gi¶i th«ng ®­îc tiÕn hµnh ®Ó ph©n biÖt mµu tèt nhÊt. 4-4: TÝnh chän van ®¶o chiÒu H×nh 2-19:Van ®¶o chiÒu 5/2 Víi m« h×nh tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm theo mµu s¾c nh­ em ®· tr×nh bµy th× trong m« h×nh cã sö dông khÝ nÐn ®iÒu khiÓn tay ®Èy s¶n phÈm mµu ®á ra khái b¨ng t¶i chÝnh khi c¶m biÕn t¸c ®éng .Nh­ vËy ®Ó ®iÒu khiÓn tèi ­u tay ®Èy nµy em lùa chän van ®¶o chiÒu 5/2 t¸c ®éng gi¸n tiÕp b»ng nam ch©m ®iÖn qua van phô trî ë mét phÝa cña ®Çu nßng van vµ ®­îc phïc håi b»ng lß xo nh­ h×nh 2- 16 ®Ó t¸c ®éng lªnxi lanh ®iÒu khiÓn tay ®Èy s¶n phÈm 4-5: X©y dùng m¹ch ®iÖn- khÝ nÐn Víi tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm theo mµu s¾c sö dông khÝ nÐn t¸c ®éng lªn van ®¶o chiÒu 5/2 ®Ó ®iÒu khiÓn xi lanh ®Èy s¶n phÈm mµu ®á ra khái b¨ng truyÒn chÝnh ta sö dông s¬ ®å m¹ch ®iÖn –khÝ nÐn víi mét xi lanh lµ tho¶ m·n ®­îc yªu cÇu c«ng nghÖ cña ®å ¸n. 4-5-1:S¬ ®å m¹ch khÝ nÐn víi mét xi lanh A B A B Y5 R S P -s¬ ®å: -Nguyªn lý ho¹t ®éng: +Khi cã tÝn hiÖu ®iÖn t¸c ®éng mµ thùc chÊt lµ t¸c ®éng cña nam ch©m ®iÖn lªn van ®¶o chiÒu 5/2 cã lß xo phôc håi th× van ®¶o chiÒu sÏ lµm viÖc t¹i vÞ trÝ 1. Tøc lµ khi ®ã cöa P ( tøc lµ cöa nèi víi nguån khÝ nÐn ) nèi víi cöa lµm viÖc A ,cöa lµm viÖc B nèi víi cöa x¶ khÝ S. Cöa x¶ R bÞ chÆn .Th× khi ®ã cã dßng khi ®i vµo xi lanh, ®Èy xi lanh ®i ra theo chiÒu tõ tr¸i sang ph¶i. +Khi kh«ng cßn tÝn hiÖu t¸c ®éng bëi nam ch©m ®iÖn lªn cöa ®iÒu khiÓn Y5 th× do t¸c dông cña lß xo phôc håi ë van ®¶o chiÒu 5/2 mµ lµm cho van trë vÒ lµm viÖc ë vÞ trÝ 0,.tøc lµ cöa lµm viÖc A nèi víi cöa x¶ khÝ R, cöa lµm viÖc B nèi víi cöa cÊp nguån khÝ nÐn P.Cöa S bÞ chÆn vµ xi lanh lïi vÒ. 4-5-2:S¬ ®å m¹ch ®iÖn ®iÒu khiÓn víi mét xi lanh Y5 Cuén d©y cña van ®¶o chiÒu S1 Xilanh lïi vÒ S2 Xilanh ®i tíi K2 H3 K2 tiÕp ®iÓm tù duy tr× K2 -S¬ ®å: Ki t¸c ®éng vµo nót Ên S2 th× r¬ le K2 cã ®iÖn ,c¸c tiÕp ®iÓm th­êng më cña k2 sÏ ®ãng l¹i ®Ó tõ duy ®iÖn tr× cho r¬ le K2 khi nh¶ tay khái nót Ên vµ ®Ó cÊp ®iÖn cho cuén d©y Y. Dßng ®iÖn ®i qua cuén c¶m øng cña van ®¶o chiÒu vµ xi lanh sÏ ®i ra. Khi t¸c ®éng vµo nót Ên S1, dßng ®iÖn trong nh¸nh 2 sÏ mÊt, r¬ le K2 mÊt ®iÖn ,c¸c tiÕp ®iÓm t­¬ng øng cña K2 më ra vµ xi lanh lïi vÒ. 4-6: Ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn PLC Q 8.3 PLC I 4.0 I 4.1 24 V Q 8.0 Q 8.1 Q 8.2 I 4.2 4-6-1: kÕt nèi phÇn cøng 4-6-2:G¸n ®Þa chØ Nót më: I 4.0 §éng c¬ 1: Q 8.0 Nót dõng: I 4.1 §éng c¬ 2: Q 8.1 C¶m biÕn mµu: I 4.2 §éng c¬ 3: Q 8.2 Xi lanh : Q 8.3 4-6-3: ViÕt ch­¬ng tr×nh 4-7: Bµi tËp øng dông Víi m« h×nh tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm theo mµu s¾c nh­ trªn thf em x©y dùng c¸c bµi tËp øng dông PLC nh­ sau: -Ch­¬ng tr×nh PLC ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng cña m« h×nh nh­ phÇn môc 4-6-3 em ®· tr×nh bµy. -Ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng cña m« h×nh tr¹m ph©n lo¹i s¶n phÈm khi cã sù cè s¶n phÈm lçi ®ã lµ: + G¸n ®Þa chØ: Nót më: I 4.0 §éng c¬ 1: Q 8.0 Nót dõng: I4.1 §éng c¬ 2: Q 8.1 C¶m biÕn s¶n phÈm lçi: I 4.3 Xi lanh ®Èy s¶n phÈm lçi: Q 8.4 + ViÕt ch­¬ng tr×nh PhÇn 3: KÕt luËn 3.1 KÕt luËn: Sau khi triÓn khai thùc hiÖn ®å ¸n x©y dùng m« h×nh thang m¸y phôc vô cho c«ng t¸c gi¶ng d¹y, em thÊy r»ng ®©y lµ mét m« h×nh rÊt cÇn thiÕt vµ thiÕt thùc trong c«ng t¸c gi¶ng d¹y. Trong qu¸ thùc hiÖn viÖc x©y dùng kÕt cÊu m« h×nh, lùa chän ph­¬ng ¸n thùc hiÖn, tÝnh chän vËt t­ thiÕt bÞ, c«ng nghÖ vËn hµnh m« h×nh quyÕt ®Þnh ®Õn chÊt l­îng cña m« h×nh còng nh­ n¨ng suÊt lao ®éng thùc hiÖn m« h×nh. Sau khi tiÕn hµnh tÝnh chän c¸c thiÕt bÞ vµ lùa chän c¸c ph­¬ng ¸n thùc hiÖn m« h×nh, ta thÊy r»ng viÖc tÝnh chän thiÕt bÞ vµ ph­¬ng ¸n lùa chän nh­ trªn lµ phï hîp víi yªu cÇu cña ®Ò tµi,®¶m b¶o c¸c yªu cÇu vÒ kinh tÕ, kü thuËt vµ s­ ph¹m. §Ò tµi sau khi ®· ®­îc kiÓm tra tÝnh to¸n thiÕt kÕ cô thÓ ®· béc lé râ nh÷ng ­u khuyÕt ®iÓm sau: VÒ ­u ®iÓm: C¸c thiÕt bÞ ®Ó x©y dùng m« h×nh hiÖn nay cã rÊt s½n trªn thÞ tr­êng, gi¸ thµnh rÎ. ViÖc ¸p dông c«ng nghÖ lËp tr×nh PLC ®· ®em l¹i cho m« h×nh nh÷ng tÝnh n¨ng v­ît tréi vÒ ®iÒu khiÓn, tuæi thä cña c¸c thiÕt bÞ ®­îc n©ng cao M« h×nh cho phÐp quan s¸t ®­îc toµn bé qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn cña c¸c thiÕt bÞ Cã thÓ thay ®æi, t¸c ®éng trùc tiÕp vµo ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cña m« h×nh Nhá gän, thuËn tiÖn cho viÖc di chuyÓn gi¶ng d¹y. §¬n gi¶n trong thao t¸c, vËn hµnh vµ söa ch÷a vµ b¶o d­ìng. VÒ khuyÕt ®iÓm: KhuyÕt ®iÓm lín nhÊt vµ còng lµ quan träng nhÊt ë ®©y lµ do sö dông phÇn mÒm PLC cho nªn viÖc lËp tr×nh cho thang m¸y gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n, nã ®ßi hái ng­êi lËp tr×nh ph¶i cã kiÕn thøc s©u vÒ lÜnh vùc nµy,®ång thêi ®Ó cã thÓ lËp tr×nh ®­îc cßn cÇn ph¶i cã phÇn cøng cña PLC, m¸y tÝnh ®Ó kÕt nèi … GÝa thµnh phÇn cøng cña PLC cã gi¸ thµnh cao HiÖu suÊt sö dông m« h×nh kh«ng cao ®ßi hái ph¶i cã chÕ ®é b¶o d­ìng th­êng xuyªn. Do m« h×nh ®­îc ®Æt trong kÕt cÊu b»ng khung nh«m kÝnh cho nªn dÔ x¶y ®æ vì, ¶nh h­ëng ®Õn kh¶ n¨ng t¶n nhiÖt cña c¸c thiÕt bÞ ®iÖn 3.2 KiÕn nghÞ Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ vµ x©y dùng m« h×nh ta thÊy r»ng ®Ó cã thÓ x©y dùng ®­îc m« h×nh cÇu thang m¸y ®¶m b¶o ®­îc tÊt c¶ c¸c yªu cÇu vÒ kinh tÕ, kü thuËt vµ tÝnh s­ ph¹m cao, ph¶i mÊt rÊt nhiÒu thêi gian, ph¶i nghiªn cøu vµ tham kh¶o rÊt nhiÒu tµi liÖu do ®ã trong qu¸ tr×nh tiÕn hµnh thùc hiÖn ®å ¸n ®· gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n. V× vËy ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. §ång thêi trong qu¸ tr×nh ®­a m« h×nh vµo sö dông, qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn vµ vËn hµnh m« h×nh ®­îc thùc hiÖn dÔ dµng v× vËy cÇn ®­îc phæ biÕn réng r·i nh»m n©ng cao chÊt l­îng gi¶ng d¹y ®Ó ®¹t ®­îc hiÖu qu¶ gi¸o dôc cao nhÊt §­îc sù h­íng dÉn tËn t×nh cña gi¶ng viªn Th.s NguyÔn §øc Hç vµ sù gãp ý tËn t×nh cñass c¸c b¹n trong líp, ®Õn nay ®å ¸n ®· ®­îc hoµn thµnh. Tuy nhiªn do thêi gian vµ tµi liÖu cßn h¹n chÕ. ë ®å ¸n vÉn cßn tån t¹i mét sè nh­îc ®iÓm nh­ng vÉn cã thÓ thùc thi ®­îc víi thêi gian,chÊt l­îng vµ gi¸ thµnh hîp lý. Cuèi cïng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Nam §Þnh, ngµy 18 th¸ng th¸ng 05 n¨m 2009 Sinh viªn Đinh Thị Phin tµi liÖu tham kh¶o 1: C¸c bé c¶m biÕn dïng trong kü thuËt ®o l­êng vµ ®iÒu khiÓn Lª V¨n Doanh- Ph¹m Th­¬ng Hµn – NguyÔn V¨n Hoµ-Vâ Th¹ch S¬n-§µo V¨n T©n 2: Gi¸p tr×nh c¶m biÕn Phan Quèc Ph«-NguyÔn §øc ChiÕn 3: Gi¸o tr×nh truyÒn ®éng ®iÖn Bïi §×nh TiÕu 4: Gi¸o tr×nh truyÒn ®éng ®iÖn NguyÔn V¨n ChÊt 5: HÖ thèng ®iÒu khiÓn b»ng khÝ nÐn NguyÔn Ngäc Ph­¬ng 6: Trang bÞ ®iÖn- ®iÖn tö c«ng nghiÖp Vò Quang Håi 7: Trang bÞ diÖn- ®iÖn tö m¸y c«ng nghiÖp dïng chung Vò Quang Håi- NguyÔn V¨n ChÊt-NguÔn ThÞ Liªn Anh 8: Tµi liÖu tham kh¶o: Tù ®éng ho¸ víi Simatic S7-300 NguyÔn Do·n Ph­íc- Phan Xu©n Minh 9: Tµi liÖu tham kh¶o: Tù ®éng ho¸ víi Simatic S7-300 NguyÔn Do·n Ph­íc- Phan Xu©n Minh