Giáo trình lắp đặt, vận hành và điều khiển hệ thống cơ điện tử 1 (nghề cơ điện tử trình độ cao đẳng) trường cao đẳng nghề ninh thuận

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH NINH THUẬN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN
-----------------------------------------

GIÁO TRÌNH

MƠ ĐUN 31: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH
VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CƠ
ĐIỆN TỬ 1
NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ
TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số:

/QĐ-... ngày ..... tháng.... năm 2019

của Trường Cao đẳng nghề Ninh Thuận)

Ninh Thuận, năm 2019
(Lưu hành nội bộ)

1


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

2

LỜI NĨI ĐẦU
Trong chương trình đào tạo của các trường trung cấp nghề, cao đẳng
nghề... thực hành nghề giữ một vị trí rất quan trọng: rèn luyện tay nghề cho
học sinh. Việc dạy thực hành đòi hỏi nhiều yếu tố: vật tư thiết bị đầy đủ
đồng thời cần một giáo trình nội bộ, mang tính khoa học và đáp ứng với yêu
cầu thực tế.
Nội dung của giáo trình “LẮP ĐẶT VẬN HÀNH HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN
TỬ 1 ” đã được xây dựng trên cơ sở kế thừa những nội dung giảng dạy của
các trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao
chất lượng đào tạo phục vụ sự nghiệp cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất
nước,.
Giáo trình nội bộ này do các nhà giáo có nhiều kinh nghiệm nhiều
năm làm cơng tác trong ngành đào tạo chuyên nghiệp. Giáo trình được biên
soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức mới và biên soạn theo quan
điểm mở, nghĩa là, đề cập những nội dung cơ bản, cốt yếu để tùy theo tính
chất của các ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp
và khơng trái với quy định của chương trình khung đào tạo cao đẳng nghề.
Tuy các tác giả đã có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình
chắc chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham
gia đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và các chuyên gia kỹ thuật đầu
ngành.
Xin trân trọng cảm ơn!

3


MỤC LỤC

1.1. Giới thiệu trạm Cấp phôi............................................................................18
1.2. Nội dung đào tạo.........................................................................................19
1.3. Thơng số kỹ thuật........................................................................................20
1.4. An tồn khi vận hành..................................................................................20
1.5. Vận hành.....................................................................................................21
2.1 Bàn thí nghiệm..............................................................................................22
2. 2 Tấm nhơm có rãnh......................................................................................22
2. 3 Bảng điều khiển..........................................................................................22
2. 4 Module tay xoay.........................................................................................23
2. 5 Module cấp phơi.........................................................................................23
2. 6 Hiệu chỉnh cảm biến...................................................................................23
1.

PHÂN TÍCH VẬN HÀNH TRẠM CẤP PHƠI............................................28
a. Phân tích – nhận dạng thiết bị.....................................................................28
b. Phân tích – Nối cáp.....................................................................................31
c. Phân tích – Địa chỉ cổng xuất/nhập............................................................33
d. Phân tích – Địa chỉ cổng nhập/xuất mở rộng..............................................36

2.

CẤU TRÚC PLC S7-300 VÀ TẬP LỆNH CĂN BẢN................................36
a. Tổng quan về PLC S7-300..........................................................................36
b. Cấu trúc tập lệnh, vùng nhớ, ngơn ngữ lập trình........................................44
c. Các kiểu số học trong PLC S7-300.............................................................46
d. Các tập lệnh về Bit logic.............................................................................48
e. Giải thuật lập trình Graph...........................................................................52

3.

CÁC TẬP LỆNH SO SÁNH, COUNTER, TIMER.....................................53
a. Lệnh nạp và truyền dữ liệu.........................................................................53
b. Các tập lệnh về Timer.................................................................................53
4


c. Các tập lệnh so sánh số học........................................................................58
d. Các tập lệnh về Counter..............................................................................58
4.

Lập kế hoạch.................................................................................................60
e. Vận hành – Hiệu chỉnh trên trạm................................................................63
f. Vận hành – Hiệu chỉnh trên trạm mở rộng.................................................66
g. Vận hành – Nạp chương trình và chạy thử.................................................68

2. 1. Bàn thí nghiệm.............................................................................................77
Bàn thí nghiệm được thiết kế dạng tủ đứng có các bánh xe để di chuyển và tay
cầm để nâng hạ, với kích thướt là 700 * 700 * 350 mm......................................77
2. 2. Tấm nhơm có rãnh........................................................................................77
2. 3. Bảng điều khiển............................................................................................78
2. 4. Module nâng hạ............................................................................................78
2. 5. Module kiểm tra...........................................................................................79
2. 6. Module nhận dạng........................................................................................79
2. 7. Module máng trượt.......................................................................................80
5.1. Cảm biến khuyếch tán (Giá giữ phôi, phát hiện chi tiết phơi).....................91
2.

Hiệu chỉnh valve tiết lưu...............................................................................95

3.

Hiệu chỉnh cơ khí..........................................................................................95
a. Các kiểu số học trong PLC S7-300.............................................................99

9.1. Vận hành...................................................................................................101
9.2. Vận hành – Hiệu chỉnh trên trạm..............................................................102
9.3. Vận hành – Hiệu chỉnh trên trạm mở rộng...............................................105
3.1. Bàn thí nghiệm..........................................................................................109
3.2. Tấm nhơm có rãnh....................................................................................109
3.3. Bảng điều khiển........................................................................................109
3.4. Module kiểm tra........................................................................................110
5


3.5. Module bàn quay phân độ.........................................................................110
3.6. Module kẹp...............................................................................................111
3.7. Module khoan...........................................................................................111
3.8. Module gạt................................................................................................112
9.

Hiệu chỉnh valve tiết lưu.............................................................................115
a. Phân tích – nhận dạng thiết bị...................................................................116
b. Phân tích – Nối cáp...................................................................................117
c. Phân tích – Địa chỉ cổng xuất/nhập..........................................................121
d. Phân tích – Địa chỉ cổng nhập/xuất mở rộng............................................123
e. Vận hành – Hiệu chỉnh trên trạm..............................................................126
f. Vận hành – Hiệu chỉnh trên trạm mở rộng...............................................128
g. Vận hành – Nạp chương trình và chạy thử...............................................130

4.

Bàn thí nghiệm............................................................................................136

5.

Tấm nhơm có rãnh......................................................................................136

6.

Bảng điều khiển...........................................................................................136

7.

Mơ đun băng chuyền trung gian..................................................................137

8.

Module gạt..................................................................................................137

9.

Hiệu chỉnh cảm biến....................................................................................137

10. Hiệu chỉnh cơ khí........................................................................................137
11. Nối cáp........................................................................................................138
12. Nối ống khí nén...........................................................................................138
13. Cấp nguồn điện...........................................................................................139
14. Nạp chương trình cho PLC.........................................................................139
a. Lập trình điều khiển trạm di chuyển về vị trí gốc.....................................144
b. Lập trình điều khiển băng tải....................................................................145

c. Lập trình điều khiển bộ phận tách.............................................................145
6


d. Lập trình điều khiển trạm vận hành theo qui trình (đơn giản)..................145
e. Lập trình điều khiển trạm vận hành theo qui trình (tồn bộ qui trình).....146

7


LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
BÀI 1: TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA CẢM BIẾN
Mục tiêu:
- Mơ tả được tính chất và ứng dụng của cảm biến
- Tìm kiếm được thơng tin từ các tài liệu kỹ thuật, bản vẽ, internet và áp
dụng vào công việc.
- Lựa chọn được các cảm biến tương tự và số cho các ứng dụng cụ thể.
- Đọc và vẽ được các bản vẽ kỹ thuật có sử dụng cảm biến.
- Lập trình điều khiển sử dụng cảm biến cho tín hiệu tương tự.
- Nạp chương trình và kiểm tra hoạt động.
- Chủ động, sáng tạo và an tồn trong q trình học tập.
1. Phát hiện vật thể bằng cảm biến từ tiệm cận
Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ (Inductive proximity sensor)

Nguyên lý hoạt động và ký hiệu trên
sơ đồ mạch điện của sensor cảm ứng
từ

K
ý

hi
ệ
u

Các đặc trưng cơ bản của một cảm biến cảm ứng từ:
- Đối tượng phát hiện: Kim loại sắt từ.

- Khoảng cách phát hiện: 0,8 – 10mm, ( loại có độ nhạy cao nhất max 250mm)
- Điện áp cung cấp: 10-30 VDC
- Dòng điện cung cấp ra tải: 75 - 400mA
Nguyên lý hoạt động:
8


Khi vật thể bằng kim loại được đưa vào vùng tác dụng của sensor,
dịng điện xốy xuất hiện trong vật thể, nó làm suy giảm năng lượng của bộ
tạo dao động(Oscillator). Điều đó dẫn đến sự thay đổi dịng điện tiêu thụ của
sensor. Như vậy, hai trạng thái: suy giảm và khơng suy giảm dịng điện tiêu
thụ của sensor dẫn đến chuyển trạng thái “có” hay “khơng” bằng mức xung
điện áp ra.
Xem sơ đồ nguyên lý mạch điện tử của cảm biến cảm ứng từ

Sơ đồ nguyên lý của cảm biến cảm ứng từ

2.7. Cảm biến tiệm cận điện dung ( capacitive proximity sensor)

Ký
hiệu

Kí hiệu và sơ đồ nguyên

9
lý


Nguyên lý làm việc (hình 4.12):
- Cảm biến điện dung phát hiện được các vật thể làm bằng vật liệu bất kỳ
( kim loại, đá, gỗ , nước ...).
- Khi vật thể được dẫn vào vùng tác dụng của cảm biến, điện dung của một tụ
điện ( được hình thành bởi vật thể và bản cực của cảm biến) thay đổi. Điện
dung này tham gia trong một mạch cộng hưởng RC của cảm biến. Trang thái
cộng hưởng thay đổi dẫn đến thay đổi dòng điện tiêu thụ của cảm biến và
tương ứng với “có” hay “ khơng có” vật thể trong vùng phát hiện của cảm
biến.
2.8 Cảm biến tiệm cận quang (Optical proximity sensors)

Ký
hiệu

Hình 4.13 Kí hiệu và sơ
đồ ngun lí

Nguyên lý làm việc :
Bộ phận phát sẽ phát đi tia hồng ngoại bằng điôt phát quang, khi gặp vật chắn, tia
hồng ngoại sẽ phản hồi lại bộ phận nhận. Như vậy ở bộ phận nhận, tia hồng ngoại
phản hồi là tín hiệu kích thích tạo nên tín hiệu ra
2. Phát hiện vật thể bằng cảm biến từ trường
10


3. Phát hiện vật thể bằng cảm biến quang

4. Phát hiện vật thể bằng cảm biến điện dung
4.1 Nguyên lý hoạt động
Cảm biến tiệm cận kiểu điện dung phát hiện sự thay đổi điện dung giữa cảm
biến và đối tượng cần phát hiện. Giá trị điện dung phụ thuộc vào kích thước và
khoảng cách của đối tượng.
Một cảm biến tiệm cận điện dung thông
thường tương tự như tụ điện với 2 bản điện
cực song song, và điện dung thay đổi giữa 2
bản cực đó sẽ được phát hiện. Một tấm điện
cực là đối tượng cần phát hiện và một tấm kia
là bề mặt của cảm biến. Đối tượng có thể được
phát hiện phụ thuộc vào giá trị điện mơi của
chúng.

Hình 2.1: Nguyên lý làm việc

4.2 Cấu tạo
Đầu phát hiện trong cảm biến lân cận điện dung là một bản cực của tụ điện.
Khi mục tiêu cần phát hiện di chuyển đến gần đầu phát hiện của cảm biến sẽ
làm điện dung của tụ điện (được tạo bởi một bản cực là bề mặt của đầu thu và bản
cực còn lại chính là đối tượng) C bị thay đổi. Khi điện dung của tụ điện bị thay đổi
thì mạch dao động sẽ tạo ra tín hiệu dao động. Khi tín hiệu dao động có biên độ
lớn hơn một ngưỡng đặt trước mạch phát hiện mức sẽ điều khiển mạch ra ở trạng
thái ON. Khi đối tượng ở xa cảm biến, biên độ tín hiệu ở mạch dao động sẽ nhỏ,
mạch phat hiện mức sẽ điều khiển mạch ra ở trạng thái OFF.

Hình 2.1: Cấu tạo cảm biến điện dung
4.3 Ứng dụng
Phát hiện theo nguyên tắc tĩnh điện (sự thay đổi điện dung giữa vật cảm biến
và đầu cảm biến), cho phép phát hiện không tiếp xúc các vật kim loại hoặc phi kim

(kính, gỗ, nước, dầu….), phát hiện gián tiếp các vật liệu bên trong thùng chứa phi
kim loại, điều chỉnh khoảng cách phát hiện từ 3 ÷ 25mm.
Một số loại cảm biến tiệm cận điện dung của hãng Omron:
11


Hình 2.2: Một số loại cảm biến tiệm cận của hãng Omron

Hai cảm biến
song song

Hai cảm biến đối diện
nhau

Khoảng cách 2 cảm
biến

Hình 2.3: Khoảng cách giữa hai cảm biến:

Hình 2.4: Phát hiện mức đầy trong các
container phi kim loại

Hình 2.5: Phát hiện và duy trì mức chất
lỏng trong bể chứa.

5. Đo khoảng cách với cơ cấu biên trở
Cảm biến vị trí thực hiện đo vị trí vật lý của vật so với một điểm chuẩn. Thơng tin
có thể là vị trí góc hoặc độ quay.
5.1 Ngun lý làm việc
Một chiết áp dùng để chuyển đổi góc quay hoặc độ dịch chuyển tuyến tính hóa

thành điện áp. Thực chất thì bản thân chiết áp là điện trở nhưng chính giá trị này
dễ dàng được chuyển đổi thành điện áp. Các chiết áp sử dụng làm cảm biến vị trí
về nguyên tắc giống như điều chỉnh âm lượng nhưng có những điểm khác. Một
chiết áp dùng để điều chỉnh âm lượng, sự thay đổi điện trở có thể ở dạng phi tuyến
12


miễn sao thay đổi được âm thanh, còn chiết áp dùng để đo vị trí góc phải biến đổi
tuyến tính – nghĩa là sự thay đổi điện trở tuyến tính theo trục quay.

Chiết áp

Chiết áp dịch chuyển
tuyến tính

Ký hiệu
Hình 2.6: Chiết áp

Chiết áp được mơ tả là một loại vịng – thực tế chỉ khoảng 3500, một chiết áp vịng
có thể có các điểm dừng cuối mỗi hành trình của nó, góc quay khơng vượt q
3500. Một chiết áp vịng khơng có các điểm dừng có vùng khơng nhạy cảm nhỏ
khi thanh trượt chuyển động theo hình xoắn ốc, có tới 25 vịng hoặc hơn tính từ
điểm dừng này đến điểm dừng khác.

b

a
Hình 2.7: Chiết áp tuyến tính

Trong trường hợp, thanh trượt có thể dịch chuyển tiến hoặc lùi theo đường thẳng.

Các chiết áp dịch chuyển tuyến tích thuận lợi cho việc do vị trí các đối tượng mà
nó chuyển động theo dạng tuyến tính.
Hình 2.58a minh họa chiết áp dùng để đo vị trí góc của cánh tay robot, trong
trường hợp này thân chiết áp được giữ cố định và trục của nó được nối trực tiếp
với trục của động cơ. Điện áp 10VDC được cấp cho chiết áp. Điện áp thay đổi từ 0
÷ 10V DC dọc theo điện trở, thanh trượt chính là rẽ nhánh, điện áp ra chính là điện
áp thanh trượt và điểm 0.

13


Khi thanh trượt ở vị trí dưới cùng thì đầu ra 0V tương ứng với 0 0. Khi thanh trượt
ở vị trí trên cùng, đầu ra ứng với 10V tương ứng với 350 0. Ở vị trí chính giữa, điện
áp đầu ra 5V tương ứng với vị trí góc 1750. (3500/2 = 1750).

a. Động cơ điều khiển cánh tay robot, chiết
áp nối với trục động cơ
a. Mạch điện
Hình 2.8: Chiết áp sử dụng làm cảm biến vị trí
5.2Cấu tạo

Hình 2.9: Cấu trúc phần tử biến trở đo khoảng chuyển dịch thẳng dùng màng chất dẻo
điện dẫn.
Tùy theo hãng sản xuất, các phần tử biến trở khác nhau khá nhiều về cấu trúc,
màng phủ và vật liệu nền. Con trượt của phần tử biến trở kiểu màng được làm
dạng chổi, quét nhiều tiếp điểm, để giảm tải cơ học và tiếp xúc tốt hơn. Màng chất
dẻo điện dẫn, giống như trường hợp dây điện trở đặt thẳng chiều dài, có độ phân
giải gần như vô cùng, tức là dịch chuyển con trượt sẽ tạo điện áp ra tỷ lệ vị trí con
trượt trên biến trở, nhưng không biến thiên theo nấc như kiểu dây cuốn.
Biến trở màng chất dẻo điện dẫn được chế tạo rất chính xác, có thể giảm thiểu sai

số tuyến tính tới  0,1%.
14


Tuổi thọ vận hành có thể đạt 108 lần chỉnh định (vận hành con trượt) và tốc độ
chuyển dịch con trượt tối đa có thể đạt 400 [mm/s]. Phần tử biến trở kiểu này được
giới thiệu sơ lược trong hình 2.59.

Hình 2.10: Phần tử biến trở đo khoảng dịch chuyển.

Hình 2.11: Các cấu trúc phần tử đo khoảng chuyển dịch.
Nếu chuyển dịch toàn phần của con trượt bằng hoặc nhỏ hơn một vịng quay của
trục thì pot được gọi là pot đơn single-turn pot; nếu quay được nhiều vịng thì gọi
là pot nhiều vòng multi-turn pot.

15


Hình 2.12: Chiết áp dây string pot hay cảm biến dây kéo draw-wire sensor.

Hình 2.13: Chiết áp có cơ cấu truyền
động

Hình 2.14: Biến trở khơng tiếp xúc.

6. Đo áp suất với cảm biến áp suất đầu ra tín hiệu tương tự
Áp suất là độ lớn sức mạnh thông thường trên mỗi đơn vị diện tích áp dung trong một vật thể, bộ
cảm biến áp suất là thiết bị dị thơng tin áp suất mà vật thể đối tượng đang có, nó tương ứng với đồng hồ
đo dịng, cảm biến áp suất chất bán dẫn, phần tử áp điện. Có thể sử dụng bộ cảm biến áp suất để đo lực
hoặc tải trọng.

7. Đo lực với cảm biến lực đầu ra tín hiệu tương tự
Một vật chịu tác dụng của lực và momen bao giờ cũng bị biến dạng, nghĩa là
có chuyển vị tương đối giữa các phần của nó. Vì vậy các phép đo lực là mômen
thường được quy về đo chuyển vị.
Để tăng vùng làm việc tuyến tính, người ta dùng cầu cân bằng, trong đó
tensiometer là một nhánh (Rs). Khi chưa tác dụng lực, cầu cân bằng, nghĩa là V o =
16


0. Khi có lực, Rs thay dổi, làm cầu mất cân bằng. Tín hiệu ra được tính theo cơng
thức:
Vo =

Vi

(6.17)

Để bù sự ảnh hưởng của nhiệt độ, ngươi ta dùng R 3 như điện trở bù, gắn lên
vùng không chịu lực. Nếu gắn R3 lên phía đối diện của phần tử biến dạng, sao cho
Rs chịu lực kéo còn R3 chịu nén thì sẽ tăng được độ nhạy của sensor.

Hình 5.3- Cảm biến điện trở và sơ đồ nối kiểu cầu cân bằng
Các tensiometer được dán lên các nhánh chữ thập, sao cho sensor nhận được
tín hiệu lực tác dụng theo bất cứ phương nào. Mỗi nhánh chữ thập được dán hai
tensiometer, nên tổng số giá trị đo được là 8, từ w1 đến w8. Lực tổng quát tác dụng
lên cổ tay có 6 thành phàn: 3 thành phần lực hướng theo 3 trục toạ độ (f x, fy, fz) và
3 thành phần momen quanh 3 trục đó (mi, my, mz). Quan hệ giữa các thành phần lực
và momen với các giá trị đo được biểu diễn qua một ma trận, gọi là ma trận chuẩn
định (calibration matrix):

´

(6.18)

17


Hình 5.4- Phần tử biến dạng kiểu Maltese

Các sensor thơng dụng kiểu này có đường kính khoảng 10cm, cao khoảng
5cm, có giới hạn do lực (50 ¸ 500)N và momen (5 ¸ 70)Nm; độ phân giải đo lực
khoảng 0,1% và mômen 0,5% giá trị cực đại; tốc độ lấy mẫu của mạch xử lý
khoảng 1Hz
8. Lập trình với cảm biến đầu ra tín hiệu tương tự

18


Bài 2: Lập trình sử dụng ngơn ngữ SFC
Thời gian:10 giờ
Mục tiêu:
- Phân tích được các chức năng hoạt động, đặc biệt là chu trình làm
việc và các điều kiện logic trong các quy trình tự động hóa
- Xây dựng giản đồ chức năng của chu trình tự động.
- Sử dụng được các cơng cụ lập trình, các loại PLC và các thiết bị ngoại
vi công nghiệp
- Thiết lập cấu hình cứng của PLC
- Sử dụng được các thơng tin trên mạng và tài liệu theo chuẩn IEEC
1131-3 và Graftec
- Viết chương trình sử dụng ngơn ngữ Graph 7

- Nạp các chương trình vào PLC và thử nghiệm, vận hành hệ thống cơ
điện tử
- Tìm và sửa lỗi sử dụng chức năng giám sát trực tuyến của chương
trình viết bằng ngôn ngữ SFC.
- Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và đúng các biện pháp an
tồn.
- Có tư thế tác phong công nghiệp, ý thức tổ chức kỷ luật, khả năng làm
việc độc lập cũng như khả năng phối hợp làm việc nhóm trong q trình học
tập và sản xuất.
1. Trạm phân phối – Trình tự chuyển động.
Ngơn ngữ lập trình SFC đã được hỗ trợ tương đối hồn thiện trong gói phần mềm, tn theo
các qui định trong chuẩn IEC 61131-3. Phần mềm VET cho phép người sử dụng tạo và soạn
thảo các module điều khiển theo biểu đồ SFC với giao diện đồ họa trực quan, dễ sử dụng.
Mọi thao tác soạn thảo biểu đồ SFC đều được thực hiện trong khung cửa sổ chính. Tất cả
các phần tử trong biểu đồ SFC (các bước và các chuyển tiếp) đều được coi là các phần tử
trong dự án và có thể được truy cập giống như các loại phần tử khác. Mỗi phần tử này đều có
các thuộc tính. Việc soạn thảo các thuộc tính như điều kiện chuyển tiếp hay danh sách các
hành động của bước được thực hiện trực tiếp ngay trên cửa sổ soạn thảo thuộc tính. Khi
chọn một phần tử SFC (trong cấu trúc cây của dự án, trong cửa sổ thông báo lỗi, …) thì sơ đồ
SFC tương ứng chứa phần tử đó sẽ được mở ra để soạn thảo.
Các tính năng chính trong soạn thảo biểu đồ SFC của phần mềm VET là:
o Thao tác cơ bản là thao tác kéo – thả, giống như đa số các phần mềm vẽ biểu đồ, sơ đồ khác (ví
dụ như Microsoft Visio).

19


o Lựa chọn một hay nhiều phần tử SFC bằng cách chọn từng phần tử đồ họa hay chọn theo vùng.
o Di chuyển một hay nhiều phần tử SFC bằng thao tác kéo chuột.
o Nối dây giữa các phần tử bằng thao tác bấm – kéo – thả chuột. Tự động kiểm tra tính đúng đắn

của các kết nối. Tự động bố trí các dây nối hợp lý.
o Phóng to, thu nhỏ biểu đồ. Tự động dịch chuyển biểu đồ trong các thao tác kéo – thả.
o Căn chỉnh theo lưới (grid).
o Cung cấp thông tin chi tiết về một phần tử SFC bằng cửa sổ tooltip khi dừng chuột trên phần tử
này (xem hình dưới).
o Sao chép (copy) nội dung biểu đồ SFC dưới dạng hình ảnh vector vào clipboard hệ thống hoặc
lưu lại dưới dạng tệp tin hình ảnh.
Hình dưới là một màn hình soạn thảo biểu đồ SFC điển hình.

2. Trạm nâng và phân loại-rẽ nhánh

20


BÀI 3: LẮP RÁP TRẠM 1 TRÊN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
Mục tiêu:
- Mô tả được cấu trúc nguyên lý hoạt động của một hệ thống cơ điện tử
sử dụng các phần tử thủy lực, khí nén và các động cơ điện.
- Tìm kiếm được thơng tin từ các tài liệu kỹ thuật, bản vẽ, internet và áp
dụng vào công việc.
- Phân tích được các chức năng hoạt động, đặc biệt là chu trình làm
việc và các điều kiện logic trong các quy trình tự động hóa.
- Xây dựng được giải pháp cho các vấn đề liên quan đến các q trình
tự động hóa và vẽ các sơ đồ theo tiêu chuẩn.
- Đọc, hiểu phân tích và vẽ được biểu đồ bước hành trình, các loại sơ
đồ mạch ( mạch điện, thủy lực, khí nén,…) của hệ thống cơ điện tử.
- Sử dụng được các cơng cụ lập trình, các loại PLC và các thiết bị ngoại
vi công nghiệp.
- Thiết lập cấu hình cứng của PLC.
- Hiểu được chương trình điều khiển ứng dụng được soạn thảo với các

ngôn ngữ lập trình PLC theo tiêu chuẩn IEEC 1131-3. Có khả năng can
thiệp, chỉnh sửa và soạn thảo những chương trình đơn giản bằng ít nhất một
ngơn ngữ lập trình.
- Xác định được các bước cần thiết để thực hiện các công việc lắp đặt,
đấu nối cho một hệ thống cơ điện tử điều khiển bằng PLC.
- Tháo lắp bộ cảm biến và bộ phận/phần tử trong hệ thống cơ điện tử,
thay thế và hiệu chỉnh các phần tử.
- Tháo, lắp các cụm đế van, các phần tử điện.
- Nạp các chương trình PLC và thử nghiệm, vận hành hệ thống cơ điện
tử.
- Chủ động, sáng tạo và an toàn trong quá trình học tập.
1. Lập kế hoạch lắp ráp các phần tử
1.1.Giới thiệu trạm Cấp phôi
Trạm Distribution Station – Trạm cung cấp – là trạm thứ 1 trong hệ
thống MPS gồm 9 trạm của Festo. Trạm này được phát triển và sản xuất cho
dạy nghề cũng như các mục đích đào tạo tiếp tục trong lĩnh vực tự động hoá
và công nghệ. Đây là trạm cấp phát chi tiết phôi cho các trạm kế tiếp làm
việc.
21


Trạm cấp phơi mơ tả qui trình cung cấp phơi cho các dây chuyền sản
xuất, trạm này dùng để tách các chi tiết cần gia công trong ổ chứa. Từng chi
tiết được đưa vào vị trí làm việc, và vận chuyển đến vị trí thao tác theo qui
định.
Phơi được giữ bằng giác hút với công tắc chân không để kiểm tra phôi đã
được hút và vận chuyển bằng xylanh xoay, vận chuyển phôi đến trạm kế
tiếp.
Chức năng của trạm cung cấp là: Tách các chi tiết gia công khỏi ổ
chứa, Chuyển các chi tiết gia công bằng cơ cấu dẫn quay dùng giác hút.

Trạm cung cấp bao gồm các bộ phận sau: Module ổ chứa dạng ống xếp,
Module vận chuyển.
1.2.Nội dung đào tạo
 Cơ khí
- Lắp đặt cơ cấu cấp phôi.
- Lắp đặt cơ cấu tay xoay.
- Cân chỉnh các cơ cấu hoạt động theo yêu cầu.
 Khí nén
- Lắp đặt hệ thống ống khí nén.
- Kỹ thuật hút chân không.
- Kỹ thuật truyền động thẳng.
- Kỹ thuật truyền động quay.
 Cảm biến
- Cơng tắc hành trình.
- Cơng tắc từ.
- Cảm biến sợi quang.
 Điện
- Lắp đặt hệ thống dây tín hiệu các cảm biến.
- Lắp đặt hệ thống dây tín hiệu các valve điện khí nén.
 Lập trình Plc
- Khai báo phần cứng.
- Download và Upload chương trình.
- Lập trình các lệnh điều khiển logic.
- Lập trình các lệnh Timer và Counter.
- Lập trình cấu trúc.
22


 Vận hành
- Các quy định về vận hành hệ thống.

- Vận hành theo quy trình.
 Tìm lỗi và thay thế
- Tìm các lỗi xảy ra khi hệ thống gặp sự cố.
- Thay thế các thiết bị hư hỏng.
1.3.Thông số kỹ thuật
Thơng số
Áp suất làm việc
Điện áp nguồn
Tín hiệu vào số
Tín hiệu ra số

Giá trị
6 bar
24 VDC, 4.5 A
24 VDC, SL: 08
24 VDC, SL: 08

1.4.An toàn khi vận hành

 Điện:
- Khi lắp đặt hay tháo bất kỳ đầu nối điện nào phải ngắt nguồn điện.
- Sử dụng điện áp 24VDC.
 Khí nén:
- Khơng được vượt q áp suất tối đa cho phép là 8 bar. Tốt nhất sử
dụng trong khoảng 6 bar (600 kPa).
- Không được tháo lắp các đường ống dẫn hơi khi có áp suất.
- Khi tiến hành bật nguồn khí nén, chú ý các xylanh có thể chuyển
động ngay lập tức, điều này có thể gây nguy hiểm cho người vận
hành.
 PLC

- Chỉ được tháo lắp cáp kết nối PLC với máy tính khi ngắt nguồn
điện cho PLC.
- Khi đang Download hoặc Upload chương trình từ máy tính thì
khơng được ngắt nguồn PLC.
23


 Cơ khí:
- Khơng được can thiệp bằng tay cho đến khi các cơ cấu đã dừng
hoạt động hoàn toàn.
- Các cơ cấu được lắp đặt với 02 đai ốc trên tấm nhơm có rãnh, mỗi
đai ốc đều có miếng đệm.
1.5.Vận hành
Điều kiện tiên quyết cho khởi động:
 Ổ chứa được đầy chi tiết phơi.
Vị trí ban đầu:
 Xylanh đẩy chi tiết phôi đi ra hết.
 Dẫn động quay ở vị trí “ổ chứa”.
 Chân khơng tắt.
Trình tự:
1) Dẫn động quay quay về vị trí trạm sau nếu chi tiết phơi được kiểm tra
ở vị trí trong ổ và nút “START” đã được ấn.
2) Xylanh đẩy co vào và đẩy chi tiết phôi ra khỏi ổ chứa.
3) Dẫn động quay quay về vị trí “ổ chứa”.
4) Van tạo chân khơng được bật, khi chi tiết phôi đã được giữ chắc chắn,
công tắc chân không bật.
5) Xylanh đẩy đi ra và nhả một chi tiết phôi.
6) Dẫn động quay quay về vị trí trạm sau.
7) Van tạo chân khơng tắt.
8) Dẫn động quay về vị trí ổ chứa.

24


2. Lắp ráp phần cơ khí LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH TRẠM CẤP PHƠI
2.1Bàn thí nghiệm
Bàn thí nghiệm được thiết kế dạng tủ đứng có các bánh xe để di
chuyển và tay cầm để nâng hạ, với kích thướt là 700 * 700 * 350 mm.

2. 2 Tấm nhơm có rãnh
Tấm nhơm được thiết kế với dạng có rãnh chạy theo chiều dọc, bằng
cách ghép các thanh nhôm với nhau sẽ tạo ra được diện tích như mong
muốn. Khi lắp đặt thiết bị lên tấm nhôm sẽ dễ dàng dịch chuyển theo vị trí
mong muốn.

2. 3 Bảng điều khiển
Trên bảng điều khiển có các thiết bị cơ bản phục vụ cho điều khiển
một cụm chi tiết máy với các tính năng như sau:
- Công tắc khẩn cấp để ngắt nguồn khi cần thiết.
- Công tắc chọn chế độ làm việc Auto/Man.
- Các nút nhấn điều khiển Start, Stop, Reset.
- Các đèn báo tín hiệu.

25