Báo cáo đồ án tốt nghiệp đại học mở - Máy đóng gói bát tự động
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.97 MB, 52 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN
BÁO CÁO ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài: Máy đóng gói bát tự động
Giảng viên hướng dẫn : T.S LÊ THỊ THÚY NGA
Sinh viên thực hiện:
PHÙNG VĂN VÓC
Lớp :
K21- TĐH
Khố :
2018-2022
Hệ
:
Chính Quy
Hà Nội, tháng 05 /2022
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CN ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Phùng Văn Vóc
Lớp: K21- TĐH
Khố: 2018-2022
Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật điều khiển và TĐH
Hệ đào tạo: ĐHCQ
1/ Tên đề tài đồ án tốt nhiệp:
-
Máy đóng gói bát tự động
2/ Nội dung chính:
1/ Tổng quan về loại máy đóng gói tự động
……………..………..……….……………………………………………………………….
2/ Phân tích thiết kế cơ khí và dự tốn vật tư
3/ Sơ đồ mạch điện
………………………..……….……………………………………………………………….
3/ Cơ sở dữ liệu ban đầu
……………..………..……….………………………………………………………………….
……………………..……….………………………………………………………………….
……………………..……….………………………………………………………………….
……………………..……….………………………………………………………………….
4/ Ngày giao : Tháng 3 , năm 2022
5/ Ngày nộp:
Ngày 9 , tháng 5 , năm 2022
TRƯỞNG KHOA
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký, ghi rõ họ tên)
(Ký, ghi rõ họ tên)
MỤC LỤC
Contents
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................5
I. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................5
II. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................5
III. Mục đích nghiên cứu ...........................................................................................5
IV. Nhiệm vụ nghiên cứu ..........................................................................................5
V. Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................5
VI. Kết quả đạt được .................................................................................................6
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................6
CHƯƠNG 1 : NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA MÁY ĐÓNG GÓI ...........................7
CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ SƠ BỘ MÁY ĐÓNG GÓI BÁT TỰ ĐỘNG ........................8
I.
Yêu cầu kĩ thuật của máy . ..............................................................................8
II.
Phương án thiết kế máy . .................................................................................8
III.
Nguyên lý làm việc của máy . ..........................................................................8
-
Mô tả cơ cấu hoạt động và ý tưởng điều khiển : ....................... 9
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LỰA CHỌN THIẾT BỊ .........11
I.
Lựa chọn phương pháp điều khiển . ............................................................11
1.
Ưu điểm sử dụng bộ diều khiển khả trình PLC ......... 11
2.
Cấu trúc của một PLC .................................... 13
II. Tính tốn thiết bị cho dự án...............................................................................14
1.
Thiết bị , vật tư cơ khí . .................................... 14
2.
Thiết bị điện . ........................................... 14
CHƯƠNG 4 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT.............................................................................16
I.
Giới thiệu về PLC Mitshubishi FX3U- 32MT-ES .......................................16
II. Giới thiệu phần mềm lập trình GX Work 2 và phần mềm thiết kế màn
hình GT Designer 3 . ................................................................................................17
III.
Giới thiệu về van Ejecter vaccum ZK2-ZSEA-A ........................................21
IV.
Giới thiệu về động cơ Step motor .................................................................22
1.
Ưu điểm động cơ step motor ................................. 22
2.
Phân loại motor step ...................................... 23
3.
Nguyên lý điều khiển động cơ bước ............................ 24
V. Giới thiệu về các loại sensor , cảm biến .............................................................26
1.
Cảm biến là gì? ..............................................................................................26
2.
Phân loại cảm biến ........................................................................................26
a. Phân loại cảm biến theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng và kích thích .... 26
b.
Phân loại cảm biến theo dạng kích thích ......................... 27
c.
Phân loại theo tính năng của bộ cảm biến ........... 27
d.
Phân loại cảm biến theo phạm vi sử dụng ........................ 27
3.
Cấu tạo của cảm biến ....................................................................................42
4.
Ứng dụng của cảm biến ................................................................................43
CHƯƠNG 5 : SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN VÀ LẬP TRÌNH PLC .......................................46
I.
Sơ đồ thiết kế mạch điện ...............................................................................46
II.
Lập trình PLC ................................................................................................47
KẾT LUẬN ...................................................................................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................51
5.
Tài liệu lập trình PLC Mitshubisshi . .....................................................................51
6.
Tài liệu sử dụng van ejecter vaccum ZK2-ZSEA-A ..............................................51
7.
Tài liệu sử dụng step motor và step driver 2DM542 …. .......................................51
8.
Hình 2.1 : Sản phẩm cần đóng gói và hộp đóng gói ..............................................51
9.
Hình 2.2 : Hình ảnh nhìn trực diện ........................................................................51
10.
Hình 2.3 : hình ảnh máy nhìn từ phải sang trái ...................................................51
11.
Hình 3.0 : mạch điều khiển trình tự 3 máy bơm .....................................................51
MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay trong sản xuất cơng nghiệp tại Việt Nam đang có mức ứng dụng Tự động
hóa rất kém . Thay vào đó phải sử dụng đến rất nhiều lao động vào những cơng việc
mà ta có thể hồn tồn có thể ứng dụng Tự động hóa để thay thế sức người . Từ đó làm
tăng sản lượng sản xuất và độ chính xác hồn tồn tin cậy . Những loại máy móc đóng
gói sản phẩm thường được ứng dụng rất nhiều trong thực tế vì chúng hồn tồn có thể
thay thế con người thực hiện một công việc lặp đi lặp lại , ngồi việc thực hiện chính
xác các thao tác chúng cịn có các chức năng tự động vơ cùng tiện ích như tự động
theo dõi thống kê sản lượng , thống kê lỗi tự động ,… Vì vậy chúng ta thấy mức độ
ứng dụng rất lớn mà loại máy này .
II. Lý do chọn đề tài
Máy đóng gói đóng vai trò lớn trong mọi lĩnh vực sản xuất hiện tại , chúng ta có thể
thấy bất kì một sản phẩm nào cũng cần có khâu đóng gói trước khi ra thị trường . Vì
vậy em chọn đề tài về máy đóng gói sản phẩm để nghiên cứu và phát triển đề tài máy
đóng gói bát tự động .
III. Mục đích nghiên cứu
Vận dụng kiến thức học tập để nghiên cứu thiết kế mơ hình mơ phỏng . Qua đó
đánh giá hồn thiện để có thể đưa vào ứng dụng trong thực tế . Giúp tiết kiệm sức lao
động tăng sản lượng cho người kinh doanh .
IV. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tìm hiểu về cách người cơng nhân đóng sản phẩm bát .
- Lên ý tưởng về phương pháp tự động .
- Thiết kế cơ khí và hệ thống điện .
- Đánh giá tổng quát về đề tài
V. Phương pháp nghiên cứu
- Tìm hiểu thực tế .
- Lên ý tưởng phương pháp tự động và cơ cấu cơ khí
- Thiết kế cơ khí và thiết kế điện
- Lắp ráp cơ khí, và lắp ráp hệ thống điện
- Lập trình điều khiển máy
- Đánh giá , khắc phục lỗi .
- Hoàn thiện .
VI. Kết quả đạt được
- Hoàn thiện mơ hình mơ phỏng .
- Tìm hiểu được về các cơ cấu hoạt động của máy móc .
- Tìm hiểu về các thiết bị điện công nghiệp mới …
LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cơ trong trường đã tận tình chỉ
dạy cho em có được kiến thức như ngày hơm nay.
Em xin chân thành cảm ơn cơ Lê Thúy Nga đã tận tình hướng dẫn và tạo điều
kiện cho em hoàn thành tốt luận văn này.
SINH VIÊN THỰC HIỆN
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ
CHUNG CỦA MÁY ĐÓNG GÓI
CHƯƠNG 1 : NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA MÁY ĐĨNG GĨI
Trong cuộc sống hiện nay có rất nhiều sản phẩm sau khi sản xuất ra đều cần
được đóng gói dưới nhiều dạng khác nhau nhằm mục đích bảo quản , bảo về sản phẩm
lâu dài , giữ vệ sinh , thuận lợi cho việc vận chuyển hay tăng tính thẩm mỹ cho sản
phẩm … Mặt khác đóng gói cũng là một cách để định lượng nhất là đối với sản phẩm
tiêu dùng và thực phẩm . Tùy theo hình dạng và kết cấu của sản phẩm mà có các cách
đóng gói khác nhau . Các loại máy đóng gói có thể được phân loại như sau :
Máy đóng gói vật liệu dạng khối : máy đóng gói mỳ ăn liền, xà bơng, bát, đĩa, bánh
kẹo …
Máy đóng gói vật liệu dạng lỏng : máy đóng gói sữa, máy đóng chai nước khống,
máy đóng gói dầu gội đầu …
Máy đóng gói vật liệu dạng rời : máy đóng gói đường , máy đóng gói gạo , máy đóng
bao xi măng , …
Đối với các loại máy đóng gói thì khâu định lượng là khâu tất yếu không thể thiếu.
Ứng với sai số cho phép ta cũng có rất nhiều cách định lượng khác nhau nhưng chủ
yếu có các phương pháp định lượng như : định lượng theo thể tích , định lượng theo
trọng lượng .
Cơ cấu định lượng theo thể thích thường được dùng với vật liệu rời, có ưu điểm là
đơn giản , dễ chế tạo nhưng không mang lại độ chính xác cao khi so sánh với phương
pháp định lượng trọng lượng .
7
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ
MÁY ĐÓNG GÓI BÁT TỰ ĐỘNG
CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ SƠ BỘ MÁY ĐÓNG GÓI BÁT TỰ ĐỘNG
I.
Yêu cầu kĩ thuật của máy .
Máy dùng để đóng gói sản phảm cụ thể là bát ăn cơm hình trịn có đường kính miệng
là 11,2( cm) , cao 5,4(cm).
Hình 2.1 : Sản phẩm cần đóng gói và hộp đóng gói
Máy cần đóng được 10 chiếc bát vào hộp carton có kích thước 12*12*12
(cm)
II.
Phương án thiết kế máy .
Với tính chất máy sản xuất cần hoạt động liên tục nên ta cần bố trí cơ cấu
truyền băng tải và cánh tay gắp thả .
Với phương pháp này máy hoạt động liên tục một cách hoàn tồn tự động
làm tăng năng suất , độ chính xác và tin cậy cao và việc thống kê sản lượng là
hồn tồn tự động thơng qua phương pháp điều khiển tự động bằng PLC và
giám sát qua HMI .
III. Nguyên lý làm việc của máy .
- Hình ảnh cơ cấu cơ khí máy .
-
8
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ
MÁY ĐÓNG GĨI BÁT TỰ ĐỘNG
Hình 2.2 : Hình ảnh nhìn trực diện
Hình 2.3 : hình ảnh máy nhìn từ phải sang trái
-
Mô tả cơ cấu hoạt động và ý tưởng điều khiển :
9
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ
MÁY ĐÓNG GÓI BÁT TỰ ĐỘNG
Khi bấm nút Start hệ thống bắt đầu kiểm tra khi cảm biến 2 xác nhận vị trí
hộp đóng hàng đã ở đúng vị trí thì băng tải bắt đầu chạy theo hướng mũi tên
đỏ ( hình 3.0 ) .
Những chiếc bát trên băng tải sẽ lần lượt đi qua máng dẫn hướng giúp chiếc
bát đi theo 1 hướng vào đúng giữa băng tải .
Sau đó băng tải tiếp tục di chuyển bát trên băng tải đến vị trí cảm biến 1 .
Cảm biến 1 phát hiện vật báo về PLC dừng băng tải . Khi dừng băng tải bát
sẽ đi đến vị trí máng dẫn hướng cuối băng tải . Máng này giúp định vị vị trí
gắp hàng.
Khi hàng đã ở vị trí máng định hướng cuối băng tải , xi lanh 1 sẽ hạ xuống để
gắp bát lên .
Sau khi đã gắp được bát động cơ trục xoay sẽ quay 1 góc theo tính tốn để
đưa cụm xi lanh gắp gắn trên trục đến vị trí nhả bát .
Khi đến vị trí nhả bát xi lanh 1 sẽ hạ xuống để nhả bát vào hộp đóng gói .
Với cơ cấu xếp chồng mỗi khi xếp được 1 cái bát vào hộp động cơ trục bàn
nâng hạ sẽ chạy hạ bàn nâng và hộp đựng sản phẩm trên đó hạ xuống độ cao
bằng chính độ cao từ đáy chiếc bát đến vị trí thả bát .
Cứ như thế đến khi bộ đếm đếm được đã xếp được 10 chiếc bát vào hộp thì
xi lanh 2 sẽ đẩy hộp đã xếp đủ bát ra ngoài . và đợi hộp mới được xếp vào vị
trí sẽ bắt đầu chạy lại chương trình .
10
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN LỰA CHỌN THIẾT BỊ
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LỰA CHỌN
THIẾT BỊ
I.
Lựa chọn phương pháp điều khiển .
1. Ưu điểm sử dụng bộ diều khiển khả trình PLC
-
-
Sự khác nhau giữa hệ điều khiển bằng relay và hệ điều khiển bằng PLC có thể
minh hoạ một cách cụ thể như sau: Điều khiển hệ thống của 3 máy bơm qua 3
khởi động từ K1, K2, K3. Trình tự điều khiển như sau: Các khởi động từ chỉ
được phép thực hiện tuần tự, nghĩa là K1 đóng trước, tiếp theo K2 đóng và cuối
cùng K3 mới đóng.
Để thực hiện nhiệm vụ theo yêu cầu trên mạch điều khiển được thiết kế như sau:
Hình 3.0 : mạch điều khiển trình tự 3 máy bơm
Khởi động từ K2 sẽ đóng khi cơng tắc S3 đóng với điều kiện là khởi động từ K1 đã đóng
trước đó. Phương thức điều khiển như vậy được gọi là điều khiển trình tự. Tiến trình điều
khiển này được thực hiện một cách cưỡng bức.
Bốn nút nhấn S1, S2, S3, S4: Các phần tử nhập tín hiệu.
Các tiếp điểm K1, K2, K3 và các mối nối liên kết là các phần tử xử lý.
Các khởi động từ K1, K2, K3 là kết quả xử lý.
Nếu thay đổi mạch điện điều khiển ở phần xử lý bằng hệ PLC ta có thể biểu diễn hệ thống
như sau:
Phần tử vào: Các nút nhấn S1, S2, S3, S4 vẫn giữ nguyên.
Phần tử ra: Ba khởi động từ K1, K2, K3, để đóng và mở ba máy bơm vẫn giữ nguyên.
Phần tử xử lý: Được thay thế bằng PLC.
Sơ đồ kết nối với PLC được cho như ở hình 3.2 . Trình tự đóng mở theo u cầu đề ra sẽ
được lập trình, chương trình sẽ được nạp vào bộ nhớ.
11
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN LỰA CHỌN THIẾT BỊ
Bây giờ giả thiết rằng nhiệm vụ điều khiển sẽ thay đổi. Hệ thống ba máy bơm vẫn giữ
nguyên, nhưng trình tự được thực hiện như sau: chỉ đóng được hai trong ba máy bơm hoặc
mỗi máy bơm có thể hoạt động một cách độc lập.
Như vậy theo yêu cầu mới đối với hệ thống điều khiển bằng relay điện phải thiết kế lại
mạch điều khiển, sơ đồ lắp ráp phải thực hiện lại hoàn toàn mới. Sơ đồ mạch điều khiển
biễu diễn như hình 3.3.
Như vậy mạch điều khiển sẽ thay đổi rất nhiều nhưng phần tử đưa tín hiệu vào và ra vẫn
giữ nguyên, chi phí cho nhiệm vụ mới sẽ cao hơn.
Nếu ta thay đổi hệ điều khiển trên bằng hệ điều khiển lập trình PLC, khi nhiệm vụ điều
khiển thay đổi thì thực hiện sẽ nhanh hơn và đơn giản hơn bằng cách thay đổi lại chương
trình.
Hình 3.1 : Sơ đồ mạch chuyển thành chương trình trong PLC
Hình 3.2 : Sơ đồ kết nối với PLC
12
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN LỰA CHỌN THIẾT BỊ
Hình 3.3 : Sơ đồ mạch điều khiển 3 động cơ đã thay đổi
- Hệ điều khiển lập trình PLC có những ưu điểm sau:
Thích ứng với những nhiệm vụ điều khiển khác nhau.
Khả năng thay đổi đơn giản trong quá trình đưa thiết bị vào sử dụng.
Tiết kiệm không gian lắp đặt.
Tiết kiệm thời gian trong quá trình mở rộng và phát triển nhiệm vụ điều khiển
bằng cách copy các chương trình.
Các thiết bị điều khiển theo chuẩn.
Không cần các tiếp điểm..v.v…
- Hệ thống điều khiển lập trình PLC được sử rộng rất rộng rãi trong các ngành
khác nhau:
Điều khiển thang máy.
Điều khiển các quá trình sản xuất khác nhau: sản suất bia, sản xuất xi măng v.v....
Hệ thống rửa ô tô tự động.
Thiết bị khai thác.
Thiết bị đóng gói bao bì, tự động mạ và tráng kẽm v.v...
Thiết bị sấy…
2. Cấu trúc của một PLC
- Các bộ điều khiển PLC được sản xuất theo dịng sản phẩm. Khi mới xuất xưởng,
chúng chưa có một chương trình cho một ứng dụng nào cả. Tất cả các cổng logic
cơ bản, chức năng nhớ, timer, counter.v.v... được nhà chế tạo tích hợp trong
chúng và được kết nối với nhau bằng chương trình được viết bởi người dùng cho
một nhiệm vụ điều khiển cụ thể nào đó. Bộ điều khiển PLC có nhiều loại khác
nhau và được phân biệt với nhau qua các thành phần sau:
- Các ngõ vào và ra
- Dung lượng nhớ
- Bộ đếm (counter)
- Bộ định thời (timer)
- Bit nhớ
- Các chức năng đặc biệt
- Tốc độ xử lý
- Loại xử lý chương trình.
13
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
-
-
-
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN LỰA CHỌN THIẾT BỊ
Khả năng truyền thông.
Các bộ điều khiển lớn thì các thành phần trên được lắp thành các modul riêng.
Đối với các bộ điều khiển nhỏ, chúng được tích hợp trong bộ điều khiển. Các bộ
điều khiển nhỏ này có số lượng ngõ vào/ra cho trước cố định. Bộ điều khiển được
cung cấp tín hiệu bởi các tín hiệu từ các cảm biến ở ngõ vào của nó. Tín hiệu này
được xử lý tiếp tục thơng qua chương trình điều khiển đặt trong bộ nhớ chương
trình. Kết quả xử lý được đưa ra ngõ ra để đến đối tượng điều khiển hay khâu
điều khiển ở dạng tín hiệu.
Cấu trúc của một PLC có thể được mơ tả như hình vẽ sau:
Hình 3.4 : Cấu trúc chung của một PLC
II. Tính tốn thiết bị cho dự án
1. Thiết bị , vật tư cơ khí .
2. Thiết bị điện .
14
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN LỰA CHỌN THIẾT BỊ
15
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 4 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
I.
Giới thiệu về PLC Mitshubishi FX3U- 32MT-ES
-
-
Hình 4.0 : Bộ lập trình PLC FX3U-32MT
Bộ lập trình PLC FX3U-32MT được sản xuất bởi công ty Mitshubishi là một
bộ điều khiển logic có bộ nhớ lập trình . Nó được ứng dụng phổ biến trong
lĩnh vực cơng nghiệp . Khi nhắc đến tự động hóa người ta khơng thể khơng
nhắc tới PLC vì vậy Mitshubishi tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu và sản
xuất bộ lập trình PLC . Cơng ty có rất nhiều các dịng sản phẩm tùy theo mục
đích sử dụng của người dùng và kèm theo đó là bộ ứng dụng lập trình thân
thiện dễ sử dụng .
FX3U-32MT/ES có tổng cộng 32 đầu vào ra với đầu ra transitor . Đặc biệt
mã PLC này có 3 đầu ra phát xung tốc độ cao nó được sử dụng để điều khiển
các đầu ra cần sử dụng xung tốc độ cao . Ví dụ như phát xung cho bộ driver
điều khiển động cơ Servo , hay điều khiển đầu ra là các role bán dẫn .
Hình 4.1 : Sơ đồ chân của FX3U
16
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
-
II.
Cũng như các hãng PLC khác dịng Mitshubishi cũng có các khối đấu nối
tương tự các dịng PLC khác . Ta có khối cấp nguồn , khối đầu vào và khối
đầu ra .
- PLC này cũng có rất nhiều phương thức truyền thông như : RS232 , RS485 ,
RS422, CC-Link.
- Để người lập trình dễ sử dụng thì hãng có phần mềm GX Work 2 , GX Work
3 với ngôn ngữ Ladder dễ sử dụng .
Giới thiệu phần mềm lập trình GX Work 2 và phần mềm thiết kế màn
hình GT Designer 3 .
-
Hình 4.2 : Hình ảnh Icon phần mềm trên màn desktop
Cả 2 phần mềm này đều là phần mềm chuyên dụng của Mitshubishi dùng để
lập trình bộ điều khiển PLC và thiết kế màn HMI của hãng . Hai phần mềm
này có thể liên kết với nhau từ đó giúp ta dễ dàng thực hiện mô phỏng thao
tác trong trường hợp cần giao tiếp giữa PLC và HMI .
17
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
-
CHƯƠNG 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 4.3 : Một số ảnh môi trường làm việc của phần mềm GX Work2
Phần mềm sử dụng ngôn ngữ Ladder với các cổng logic trông giống cách
biểu diễn mạch điện nên khá dễ nhìn và dễ sử dụng với người lập trình
Thao tác để tạo và quản lí một dự án cũng khá dễ dàng và thuận lợi với một
số công cụ hỗ trợ người dùng rất hữu ích như comment tự động …
GX Work2 có thể sử dụng để lập trình hầu hết các dịng PLC của Mitshubishi
ngồi PLC dịng FX5U và các PLC dòng Q .
18
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
19
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 4.4 : Giao diện và môi trường làm việc phần mềm GT Designer3
20
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 4.5 : Kết nối mô phỏng giữa 2 phần mềm
III. Giới thiệu về van Ejecter vaccum ZK2-ZSEA-A
ZK2-ZSEA-A là 1 loại van điện từ của hãng SMC . Van này có khả năng
biến đổi nguồn khí dương cấp vào thành nguồn khí âm . Nó được ứng dụng
rất nhiều trong việc cần sử dụng đến thao tác gắp thả .
Ngồi ra dịng sản phẩm này còn kèm theo 1 cảm biến áp suất , nó giúp
ngắt khí khi đã hút được vật , ví dụ khi chưa hút được áp suất khí sẽ là 20atm
còn khi đã hút được vật áp suất chỉ cịn 1atm . Dựa vào cảm biến đó người ta
biết khi nào đã hút được sản phẩm để tắt van xả khí dương từ đó giúp tiết
kiệm khí hơn so với các loại van khác phải xả khí liên tục .
Hình 4.6 : Van Ejecter ZK2-ZSEA-A
21
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
IV.
CHƯƠNG 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 4.7 : Sơ đồ đấu nối dây van
Giới thiệu về động cơ Step motor
Step Motor (Stepper Motor, Stepping Motor) đều là những từ khóa chỉ về
động cơ bước. Step Motor là loại động cơ chấp hành đặc biệt, thường được
sử dụng cho các hệ truyền động rời rạc. Step Motor thực chất là một động cơ
đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời
rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của
Rotor và có khả năng cố định Rotor vào những vị trí cần thiết.
-
Step Motor làm việc được là nhờ có bộ chuyển mạch điện tử đưa các tín
hiệu điều khiển vào stato theo một thứ tự và một tần số nhất định. Tổng số
góc quay của roto tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay
và tốc độ quay của roto, phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển
đổi. Khi một xung điện áp đặt vào cuộn dây stato (phần ứng) của động cơ
bước thì roto (phần cảm) của động cơ sẽ quay đi một góc nhất định, góc ấy là
một bước quay của động cơ. Khi các xung điện áp đặt vào các cuộn dây phần
ứng thay đổi liên tục thì roto sẽ quay liên tục (Nhưng thực chất chuyển động
đó vẫn là theo các bước rời rạc).
1. Ưu điểm động cơ step motor
Không chổi than
Không xảy ra hiện tượng đánh lửa chổi than làm tổn hao năng lượng, tại
một số mơi trường đặc biệt (hầm lị…) có thể gây nguy hiểm.
Tạo được mơmen giữ
Một vấn đề khó trong điều khiển là điều khiển động cơ ở tốc độ thấp mà vẫn
giữ được mômen tải lớn. Động cơ bước là thiết bị làm việc tốt trong vùng tốc
độ nhỏ. Nó có thể giữ được mơmen thậm chí cả vị trí nhừ vào tác dụng hãm
lại của từ trường rotor.
Điều khiển vị trí theo vịng hở
22
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Một lợi thế rất lớn của động cơ bước là ta có thể điều chỉnh vị trí quay
của roto theo ý muốn mà khơng cần đến phản hồi vị trí như các động cơ
khác, không phải dùng đến encoder hay máy phát tốc (khác với servo).
Độc lập với tải
Với các loại động cơ khác, đặc tính của tải rất ảnh hưởng tới chất lượng
điều khiển. Với động cơ bước, tốc độ quay của rotor không phụ thuộc vào tải
(khi vẫn nằm trong vùng momen có thể kéo được). Khi momen tải quá lớn
gây ra hiện tượng trượt, do đó khơng thể kiểm sốt được góc quay.
2. Phân loại motor step
#1 . Phân loại theo roto của động cơ bước
- Loại 1: Stepper Motor có rotor được tác động bằng dây quấn hoặc nam châm
vĩnh cữu.
- Loại 2: Stepper Motor có rotor khơng được tác động nhưng có phần từ cảm
ứng, phản kháng – còn gọi là động cơ bước thay đổi từ trở.
- Loại 3: Stepper Motor có cấu tạo rotor kết hợp cả 2 loại trên.
Sẽ rất quen thuộc khi các bạn được giới thiệu rằng: Stepper Motor được
chia làm 2 loại, đó là loại động cơ bước nam châm vĩnh cửu và loại động
cơ bước biến từ trở (hoặc kết hợp cả hai gọi là loại động cơ bước hỗn
hợp).
#2 . Phân loại theo cực của động cơ bước
-
Loại 1: Stepper Motor đơn cực, có thể bao gồm cả động cơ bước loại nam
châm vĩnh cửu hoặc động cơ bước loại hỗn hợp. Nhưng ở các cuộn dây ln
có đầu trung tâm được nối ra từ chính giữa mỗi cuộn dây.
-
Loại 2: Stepper Motor lưỡng cực, có thể bao gồm cả động cơ bước loại
nam châm vĩnh cửu hoặc động cơ bước loại biến từ trở. Nhưng ở các cuộn
dây sẽ khơng có đầu dây nối ra từ trung tâm.
23
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3. Nguyên lý điều khiển động cơ bước
- Stepper Motor không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng
bước nên có độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học. Chúng làm việc nhờ
các bộ chuyển mạch điện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự
và một tần số nhất định. Tổng số góc quay của rôto tương ứng với số lần
chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quay của rôto phụ thuộc vào
thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi.
- Điều khiển full-step (wave drive – 1 phase on)
Cách điều khiển này đơn giản, nhưng công suất rất thấp, chỉ đạt 25% đối
với Step Motor kiểu unipolar, và 50% đối với kiểu bipolar. Do đó lực
xoắn xinh ra bởi dạng điều khiển này tương đối yếu.
Dạng xung điều khiển full bước (phát xung 1 dây)
-
Điều khiển full-step (two phase drive – 2 phase on)
Trong chế độ này, hai cuộn dây sẽ được cấp năng lượng đồng thời, cho
công suất cao hơn dạng ở trên.
24
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Dạng xung điều khiển full bước (phát xung 2 dây)
-
Điều khiển half-step (1 or 2 phase on)
Loại điều khiển này kết hợp hai dạng trên lại. kết quả là Step Motor có
thể di chuyển ở các góc có độ phân giải gấp 2 lần kiểu ở trên.
Dạng xung điều khiển nửa bước (phát xung 1 hoặc 2 dây)
25
GVHD : LÊ THỊ THÚY NGA
SVTH : PHÙNG VĂN VÓC
