Báo cáo thực tập xưởng Lắp ráp sơ đồ đóng hộp sản phẩm, Thiết kế chế tạo mạch ổn áp; Lắp mạch

Báo cáo thực tập xưởng
LỜI NÓI ĐẦU
Trước hết em xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện , những người đã
trang bị kiến thức lý thuyết . Em xin cảm ơn tổ giáo viên hướng dẫn thực tập
và đặc biệt là thầy Đỗ Trọng Tín – người hướng dẫn chính cho chúng em , các
thầy trang bị kiến thức và kinh nghiệm thực hành giúp em vượt qua đợt thực
tập kì V cũng như bước đầu làm quen với ngành nghề mình đã chọn.
Trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa (CNHHĐH) ngày càng
phát triển của đất nước và nhu cầu của con người ngày cải thiện và nâng cao.
Khi đó việc áp dụng CN hóa vào sản xuất là một điều rất cần thiết.
Phải nói rằng nền CNHHĐH đã khiến chúng ta tiết kiệm được thời gian
và sức lao động. Đồng thời tạo điều kiện tốt để nước ta thúc đẩy quá trình hội
nhập nền kinh tế thế giới.
Lĩnh vực Tự động hóa xí nghiệp công nghiệp cũng đóng góp 1 phần
không nhỏ.
Trong đợi thực tập này em đã được tiếp xúc với các công nghệ tiên tiến
từ các linh kiện điện tử như: tụ điện, IC, diode… đến các thiết bị tự động có
tính năng cao như: PLC và các linh kiện cần thiết cho việc lắp ráp các mạch
điện tử….từ đó thấy được rằng ngoài việc học lý thuyết trên lớp thì việc thực
tập để tiếp cận với các thiết bị là rất quan trọng, nó giúp sinh viên có thể nhận
biết một cách trực quan và thực tế hơn nhiều.
Hà Nội, ngày 24,tháng 01,năm 2011


Báo cáo thực tập xưởng
NỘI DUNG THỰC TẬP
Chương I: Lắp ráp sơ đồ đóng hộp sản phâm:
1. Tìm hiểu công nghệ PLC CPM1A
2. Thiết kế sơ đồ, lắp ráp
3. Thi công lắp ráp
CHương II: Thiết kế chế tạo mạch ổn áp

1. Sơ đồ nguyên lý
2. Thi công lắp ráp
3. Thử nghiệm
CHương III: Lắp mạch: thiết kế và lắp mạch thời gian dùng VXL
1. Tìm hiểu vi mạch và linh kiện 8051
2. Lập trình dung ngôn ngữ C
3. Thi công và lắp ráp thử nghiệm
III .Thiết kế, chế tạo mạch ổn áp 24V có bảo vệ quá dòng :
1. Vẽ sơ đồ nguyên lý :
U
1
= 220V, U
2
=20V
U
ra
= 24V
=12V
=5V
Iđm = 0.7A
ổnáp có bảo vệ quá dòng
Báo cáo thực tập xưởng
Đ
1
÷ Đ
4
, Đ
6
: diode thường ( diode đencóvạchtrắng )
C

1
= 50V - 470μF
R
1
= R
5
= 2.2K
R
2
= 330Ω - 5W
T
1
: transistor ngược, loại H1061
Th : thyristor, loại 2P4M
R
3
= 1.2K
R
4
= 1Ω - 5W
T
2
: transistor thuận, loại A564
2 IC 7812 và 7805
Đ
5
, Đ
7
: đèn LED, 1 xanh + 1 đỏ
2. Thuyết minh nguyên lý :

- Nguồn máy biến áp 220/20 V AC.
- 4 diode Đ
1
÷ Đ
4
có tác dụng chỉnh lưu, nắn dòng xoay chiều sang 1 chiều,
đồng thời làm tăng điện áp lên 24 V DC.
- Tụ C
1
, C
2
, C
3
dùng để san phẳng điện áp sau chỉnh lưu.
- Các đèn LED Đ
5
, Đ
7
mắc nối tiếp điện trở làm mạch báo có nguồn vào, ra.
- Các IC 7812, 7805 có nhiệm vụ ổn định điện áp đầu ra cấp cho thiết bị tiêu
thụ khi đầu vào thay đổi.
- Mạch bảo vệ gồm transistor (NPN) T
1
, transistor (PNP) T
2
, thyristor Th,
Báo cáo thực tập xưởng
diode Đ
6
, điện trở R

2
, R
3
, R
4
.
Cơ chế hoạt động mạch bảo vệ :
- Khi hoạt động bình thường, I
tải
< I
đm
, điện áp qua R
1
đặt vào cực B
T1
nên cực
B
T1
có thế dương hơn cực E
T1
 T
1
thông, sụt áp qua R
4
nhỏ nên U
BT2
> U
ET2

T

2
khoá  Th khoá  bộ ổn áp và đèn báo nguồn ra Đ
7
được cấp điện.
- Khi I
tải
> I
đm
, sụt áp qua R
4
lớn  U
BT2
giảm
U
ET2
= U
ng
– U
Đ6
= 24 – 0.6 = 23.4 V
U
BT2
= U
ng
– I
tải
x R
4
= 24 – 0.7 x 1 = 23.3 V
 U

BT2
< U
ET2
 T
2
thông cấp xung điều khiển vào T
2
 Th thông U
BT1
<
U
ET1
 T
1
khoá, dòng chảy qua thyristor về 0V, đèn báo nguồn ra Đ
7
tắt, mạch
được bảo vệ.
3. Thiết kế mạch in :
Kíchthước : 60 x 90 mm
* Cách làm mạch in :
- Đối với các mạch đơn giản có thể thiết kế bằng tay rồi tự vẽ mặt trái lên mặt
đồng của tấm phíp đồng (thường sử dụng bút dạ). Đối với các mạch phức tạp,
nhiều lớp thì sử dụng phần mềm OrCad để thiết kế rồi in lên giấy bóng kính,
sau đó là tấm bóng kính lên tấm phíp đồng Sau khi đã có mặt trái mạch in
trên tấm phíp đồng thì ngâm vào dung dịch muối sắt FeCl
3
, tuỳ độ rộng đường
kẻ mà ngâm trong 10 ÷ 20 phút Ngâm xong dùng cồn tẩy vết mực và lấy
giấy ráp đánh nhẹ làm bóng đường mạch đồng giúp hàn chân linh kiện dính

và chắc hơn Sau khi đã có mạch in tiến hành khoan lỗ trên bản mạch để cắm
chân linh kiện, sử dụng mũi khoan đường kính 0.8mm dối với chân điện trở,
mũi khoan đường kính 1mm đối với chân của các linh kiện còn lại. Sau khi
khoan, dùng máy hàn để hàn cố định các chân linh kiện. Mối hàn nhỏ gọn,
bao kín chân linh kiện, không được để mối hàn ở 2 chân khác nhau chạm vào
nhau gây hỏng linh kiện khi thử nghiệm.
IV . Thiết kế, chế tạo mạch điều chỉnh tốc độ động cơ :
Báo cáo thực tập xưởng
1. Vẽ sơ đồ nguyên lý :
R1 = R3 = 1K
C1 = 1μF – 50V
R2 = 4.7K
TH : tryristor, loại 2P4M
VR : biến trở 50K
2. Thuyết minh nguyên lý :
Tmin ↔ VR = 0Ω → Tmin = R
1
x C
1
= 10
3
x 10
-6
= 1 ms
Tmax ↔ VR = 50K → Tmax = ( R
1
+ VR) x C
1
= 51 x 10
3

x 10
-6
= 51 ms
- Do Th chỉ cho dòng điện qua 1 chiều, nên diode trong mạch dùng để nắn
bán kỳ dương nạp vào tụ điện C
1
 tạo điện áp kích cho cực G của Th. Tụ C
1
1μF kết hợp với điện trở R
1
= 1Ω và biến trở VR = 50K tạo thành mạch nạp
RC tạo thời gian trễ.
- Tuỳ thuộc trị số biến trở mà hằng số thời gian nạp điện của tụ lớn hay nhỏ
 thời gian nạp điện của tụ lớn hay nhỏ
R = 0Ω → Tmin = 1 ms
R = 50K → Tmax = 51 ms
- Thời gian nạp dài  Th được kích trễ điện áp đặt lên động cơ nhỏ
động cơ quay với tốc độ thấp và ngược lại, thời gian nạp ngắn  Th được
Báo cáo thực tập xưởng
kích sớm điện áp đặt lên động cơ lớn động cơ quay với tốc độ cao.
Phương trình đặc tính cơđiện :
ω = -
3. Thiết kế mạch in :
Kích thước : 50 x 80 mm
Mặtphải
Mặttrái
- Tiến hành làm mạch in như mạch ổn áp ở trên.
U
ư
kΦ

R
ư
x I
ư
kΦ
Bỏo cỏo thc tp xng
CHNG II: Tỡm hiu PLC . Lp rỏp s úng hp sn phm
I. Tm hiu PLC CPM1A
1. Lý thuyt:
Các bộ điều khiển chơng trình hoá.
Trong quá trình sản xuất thì hiệu quả của sản xuất là chìa khoá của thành
công. Hiệu quả của quá trình sản xuất thể hiện ở các yếu tố rất rộng nh :
Tốc đô sản xuát ra một sản phẩm của thiết bị và dây chuyền phải nhanh
Giá nhân công và vật liệu làm ra phải hạ
Chất lợng sản phẩm phải cao và ít phế phẩm.
Thời gian chết của máy móc là tối thiểu.
Các bộ điều khiển chơng trình hoá PLC đáp úng đợc hầu hết các yêu cầu trên
và nh là yếu tố chính trong việc nâng cao hơn na hiệu quả của sản xuất. Trớc
đây việc tự động hoá chỉ đợc áp dụng trong các sản xuất hàng loạt năng suất
cao. Ngày nay cần thiết phải tự động hoá cả trong sản xuất các loại hàng hoá
khác nhau nhằm nâng cao năng xuất và giảm vốn đầu t cho thiết bịvà xí
nghiệp.
Các hệ thống sản xuất linh hoạt ngày nay đáp ứng đợc các yêu cầu này. Hệ
thống bao gồm các thiết bị nh các máy điều khiển số CNC, Robot công
nghiệp, dây chuyền tự động. Bạn có thẻ tìm thấy rất nhiều các ứng dụng của
bộ điều khiển lập trình PLC trong các hệ thống tự động đó.
Quá trình phát triển TĐH :
Trớc khi có các bộ điều khiển chơng trình hoá, trong sản xuất đã sử dụng
nhiều phần tử điều khiển nh các trục Cam, các bộ khống chế hình trống, Khi
Bỏo cỏo thc tp xng

suất hiện Rele điền từ thì panel điều kkhiển bằng Rele đã trở thành chủ đạo
trong điều khiển. Khi Transitor ra đời nó đợc áp dụng ngay ở nh nơi mà rele
điện từ không đáp ứng đợc những yêu cầu điều khiển cao.
Ngày nay lĩnh vực điều khiển đợc mở rộng đến cả quá trình sản xuất phức tạp,
đến các hệ điều khiển tổng thể, hệ điều khiển kiểm tra tập trung hoá.
Hệ điều khiển Logic thông thờng không thể đáp ứng đợc các yêu cầu phát
triển. Các bộ điều khiển chơng trình hoá PLC và máy tính đã trở nên cần thiết.
2. Các định nghĩa về PLC :
a. PLC là chữ viết tắt của chữ tiếng Anh Programmable Logic Controller
nghĩa là bộ Điều khiển Logic Lập trình đợc.
b. PLC là thiết bị điều khiển Có cấu trúc máy tính bao gồm bộ sử lý trung
tâm CPU, Bộ nhớ ROM, Bộ nhớ RAM, dùng để nhớ chơng trình ứng
dụng, và các cổng Vào/ Ra - INPUT/ OUTPUT
CPU
ROM RAM
INP OUT
Vo Ra
Bỏo cỏo thc tp xng
( Hinh 1-1) Cấu trúc PLC
c. Vị trí của PLC trong hệ thống đIều khiển:
Hệ điều khiển truyền thống:
Khối đầu vào Khối điều khiển
Khối đầu ra
Nút ấn
Công tắc
CT hanh
trinh
Cảm biến
Rele
TIM

Re le
Tgian
Bộ đếm
CNT
>=
So sánh
Bản mạch
điện tử
Đông cơ
Van
Gia nhiệt
C cu ch th
Bỏo cỏo thc tp xng
Hình 1-2. Hệ điều khiển truyền thống gồm các khối :
Khối đầu vào :
Gồm các nút điều khiển
Các công tắc
Các công tắc hành trình đặt tại máy
Các cảm biến đo lờng đặt tại dây chuyền sản xuất.
Khối điều khiển gồm các phần tử :
Các loaị Re le
Các bộ đếm , các bộ đếm thời gian .
Các bộ so sánh
Các bản mạch điện tử
Khối đầu ra gồm :
Các loại động cơ
Các loại van
Các thiết bị gia nhiệt
Các thiết bị chỉ thị
Hệ điều khiển dùng PLC

Bộ điều khiển
bằng PLC
Nút ấn
Công tắc
CT hanh
trinh
Cảm biến
Đông cơ
Van
Gia nhiệt
Heater
Hien thi
Khối đầu vào Khối điều khiển
Khối đầu ra
Bỏo cỏo thc tp xng
Hình 1-3 Hệ điều khiển dùng PLC :
Khối đầu vào tơng tự hệ điều khiển truyền thống
Khối đầu ra tơng tự hệ điều khiển truyền thống.
Khối điều khiển đợc thay bằng thiết bị điều khiển PLC kèm theo đó là một ch-
ơng trình ứng dụng, đợc lập trình dới dạng giản đồ thang nh hình vẽ.
4. Khả năng của PLC :
4.1 Điều khiển Logic :
Chức năng điều khiển re le
Thời gian, đếm
Thay cho các Panel đIều khiển và các mạch in
Điều khiển Tự động, bán tự động , bằng tay các máy và các quá
trình.
4.2. Điều khiển liên tục :
Thực hiện các phép toán số học và logic
Điều khiển liên tục nhiệt độ áp suất lu lợng

Bỏo cỏo thc tp xng
Điều khiển PID, FUZY.
Điều khiển động cơ chấp hành, động cơ bớc
Điều khiển biến tần
Khối đầu vào thêm các khâu cảm biến Tơng tự ( Analog); Chiết áp,.vv
Khối đầu ra có thêm các thiết bị tơng tự nh biến tần, động cơ SERVO,
Động cơ bớc
Khối điều khiển thêm các khâu biến đổi A/D, D/A
4.3. Điều khiển tổng thể :
Điều hành quá trình và Báo động
Ghép nối máy tính.
Ghép nối mạng tự động hoá
Điều khiển tổng thể quá trình - Nghĩa là điều khiển một quá trình trong
mối liên hệ với các quá trình khác.
Tín hiệu vào và ra còn có thêm thông tin.
4.4 . Các u điểm khi sử dụng PLC:
1. Thời gian lắp đặt công trình ngắn hơn .
2. Dễ thay đổi mà không gây tổn thất
3. Có thể tính chính xác đợc giá thành
4. Cần ít thời gian huấn luyện
5. Dễ thay đổi thiết kế nhờ phần mềm
6. ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng
7. Dễ bảo trì bảo hành nhờ :
Bỏo cỏo thc tp xng
Khả năng tín hiệu hoá .
Khả năng lu giữ mã lỗi
Khả năng truyền thông
8 . Độ tin cậy cao
9. Chuẩn hoá đợc thiết bị
10. Thích ứng trong môi trờng khắc nghiệt: Nhiệt độ, độ ẩm, điện áp dao

động
5. Giới thiệu một số loại PLC và modul dạy PLC:
Một số loại PLC CPM1 của OMRON
CPM1A - 20CDR
Báo cáo thực tập xưởng
Báo cáo thực tập xưởng
1.Đầu vào PLC:
1. Đầu vào là đầu đưa tín hiệu vào PLC
2. Phân loại đầu vào: Đầu vào Logic, đầu vào Ânlog
3. Số lượng đầu phụ thuộc loại PLC
4. Cấu trúc đầu vào như hình vẽ:
Báo cáo thực tập xưởng
Hình 3: Cấu trúc đầu vào PLC
• Đầu vào được đánh số
• Đầu vào được tín hiệu hóa
• Đầu vào được ghép quang, cách ly vi sử lý trong PLC với thế
giới bên ngoài về điện
• Đầu vào được chế tạo chuẩn hóa (dòng đầu vào 5mA – Logic)
• Ghép nối cảm biến:
Hình 4: Sơ đồ nối PLC với cảm biến có đầu ra ghép Transistor –
NPN
2. Đầu ra PLC
Báo cáo thực tập xưởng
1. Là đầu đưa tín hiệu ra của PLC
2. Phân loại đầu ra:
* Đầu ra ghép Rơle
* Đầu ra ghép Transistor Colector hở
3. Cấu trúc đầu ra:
Hình 5: Cấu trúc đầu ra ghép Rơle
HÌnh 6: Cấu trúc đầu ra ghép Transistor của PLC

4. Đặc điểm đầu ra:
* Đầu ra được đánh số
* Đầu ra được tín hiệu hóa
* Đầu ra được ghép Rowle hoặc ghép Quang có tác dụng cách ly CPU trong
PLC với
Thế giới bên ngoài về mặt điện.
* Đầu ra được chuẩn hóa tương thích với các thiết bị khác
4. Sơ đồ lăp ráp Modul PLC CPM1A
Báo cáo thực tập xưởng

3. THI CÔNG LẮP RÁP SƠ ĐÒ ĐÓNG HỘP SẢN PHẨM
3.1. Kiến thức liên quan
Nguyên lý dây chuyền đóng hộp sản phẩm
CPM1A
20CDR
CH0 COM 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09
10 11
0 +24
CH10 00 01 02 03 04 05 06
07
Com Com Com Com Com Com Com
Com
+24V
0V
R0 R1 R2 R4 R4 R5 R6 R7
Sơ đồ lắp ráp Modul tối thiểu bằng PLC - CPM1A - 20CDR:

Đầu vào gồm các phần tử :
• Công tắc CT0, CT1, CT2, CT3, CT4, CT5, CT6, CT7
Đầu ra gồm các phần tử hoặc là Rơle hoặc là đèn báo:

• Rơle : R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7
• Đèn báo : D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7.
Báo cáo thực tập xưởng
Nguyên lý làm việc của dây chuyền:
Khi nút Start được ấn xuốn
• Đầu tiên băng hộp chạy > Khi hộp chạm CB.Hộp thì dừng băng
hộp
• Băng sản phẩm chạy, CB.sản phẩm làm việc đếm số sản phẩm đổ
vào hộp
• Khi số sản phẩm đếm được = 10 thì dừng băng sản phẩm, cho băng
hộp chạy
• Khoảng giữa 2 hộp Reset lại bộ đếm và cu kỳ lại tiếp tục lặp lại cho
đến khi ấn nút Stop
* Phân cổng vào ra cho PLC
Vào PLC : Ra PLC :
• 000 - Start 1000 : lµm viÖc
• 001 : CB hép 1001 : băng tải hộp
Băng tải hộp
(1001)
Băng tải sảnphẩm
(1002)
CB. Hộp
Báo cáo thực tập xưởng
• 002 : CB t¸o 1002 : Băng tải sản phẩm
• 003 : Stop.
* Giản đồ thang :
M· lÖnh:
T/T LÖnh ChØ s«
00 LD 000
01 OR 1000

02 AND NOT 001
03 OUT 1000
04 LD NOT 001
05 OR CNT 00
06 AND 1000
07 OUT 1001
08 LD 1000
09 AND NOT 1001
10 OUT 1002
11 LD 002
12 LD NOT 001
13 CNT 000
#10
14 FUN 01
END
003
000
1000
1000
1000
1002
1001
CNT 00
#10
002
§
001
R
LV
001

1001
CNT00
1000
B.hép
B.t¸o
Báo cáo thực tập xưởng
3. Sơ đồ lắp ráp:
- Trước tiên taddo kíc thước chuẩn ở trên bảng đâu dây theo sơ đồ thiết kế
- Sau khi đóng dấu ta đặt vị trí các linh kiện và đánh dấu để khoan
+ Mỗi cầu đấu dây khoan 2 vị trí là điểm đầu và điểm cuối của thiết bị
+ MBA phải khoan 2 vị trí theo bảng thiết kế
+ Mạch ổn áp phải khoan cả mạch ổn áp và trên bản mạch do đó ta khoan trên
mạch ổn áp trước sau đấu trên bản mạch và khoan tại vị trí đó
+ Mối Rơle trung gian khoan theo 2 vị trí đih oocstheo vị trí của thiết bị
+ PLC khoan 2 vị trí theo trên thiết bị
+ Ngoài ra các máng dây ta cần phải khoan sao cho phù hợp với bảng điện để
đi dây cho đẹp và hợp lý
+ Hai nút ấn: Mỗi nút ấn ta khoan 1 vị trí và khoan bằng mũi khoan to và đặt
chúng sao cho phù hợp với bản mạch
- Khi đã khoan đủvà đặt thiết bị vào ta bắt ốc
- Sau khi đã lắp ráp xong nhìn theo sơ đồ đấu dây để thực hiện việc đi dây
+ Dụng cụ cần cho việc này là tua vit, kìm bấm đầu cốt, dây điện (3 màu),
kìm tuốt dây…
+ Các đầu nối GND ta đi bằng dây màu đen
+ Đầu nối OX cũng đi bằng dây màu đen
+ Các dây nóng (12V, 24V, 5V) dùng dây màu đỏ
+ Dây nguồn ta đi dây đôi, còn lại tất cả ta đi dây đơn
Các loại dây còn lại đi dây màu xanh hoặc vàng
Báo cáo thực tập xưởng
Báo cáo thực tập xưởng

B.hộp B.sản phẩm
CPM1A
20CDR
CH0 COM 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11
0 +24
CH10 00 01 02 03 04 05 06 07
Com Com Com Com Com Com Com Com
+24V
0V
LV B.H B.SP
Báo cáo thực tập xưởng
CHƯƠNG III : Thiết kế mạch và làm mạch đếm thời gian dùng VXL:
1, Các đặc trưng nổi bật của họ 8051
- Bộ VXL có 8 bit (thao tác trên từng bit riêng rẽ)phù hợp cho các ứng dụng
điều khiển.
- Không gian địa chỉ nhớ chương trình ngoài (ROM) có thể lên tói 64K
- Không gian địa chỉ nhớ dữ liệu ngoài (RAM) có thể lên tới 64K
- 4K byte ROM trong
- 128 byte RAM trong
- Mạch giao tiếp nối với 32 đường địa chỉ I/O phân biệt, hai chiều.
- Hai bộ đếm/ định thời 16 bit
- UART song công
- Cấu trúc 6 nguồn/5 vector ngắt với 2 mức ưu tiên
- Đồng hồ giữ nhịp bên trong chip
- Thời gian xử lý nhanh.
Báo cáo thực tập xưởng
III .Chương trình nguồn viết bằng ngôn ngữ C:
I.Tìm hiểu về IC89S51
AT89S51 là một vi điều khiển của hãng Atmel, là phiên bản khác của 8051 có
4KB ROM trên chíp là bộ nhớ Flash. AT89S51 thích hợp cho các ứng dụng

nhanh vì có bộ nhớ Flash có thể xóa được trong vài giây.
AT89S51 có chế độ nạp nối tiếp với mạch nạp đơn giản có khả năng thao
tác ngay trên bo mạch mà không cần tháo chíp vi điều khiển sang mạch khác
để nạpchương trình.
1. IC AT89S51 có các đặc điểm:
- Bộ nhớ chương trình bên trong: 4KB (ROM)
- Bộ nhớ dữ liệu bên trong: 128byte (RAM)
- Bộ nhớ chương trình bên ngoài: 64KB (ROM)
- Bộ nhớ dữ liệu bên ngoài: 64KB (RAM)
- 4 port xuất nhập( I/O port)
- Giao tiếp nối tiếp
- 2 bộ định thời 16 bit
- Bộ xử lý bit( thao tác trên các bít riêng lẽ)
- 210 vị trí nhớ được định địa chỉ bit
2.Khảo sát sơ đồ chân