Thiết kế hệ thống điều khiển máy khoan bằng phương pháp phân tầng với mạch lực và mạch điều khiển dùng thiết bị điện, khí nén

đồ án môn học : đIều khiển logic
Sinh viên : Tăng Bá Mạnh
Lớp : Tự động hoá 2_K44
1. Nhiệm vụ thiết kế:
Thiết kế hệ thống điều khiển máy khoan có công nghệ nh hình vẽ. Thiết
kế bằng phơng pháp phân tầng, với mạch lực và mạch điều khiển dùng thiết bị
điện - khí nén.
2. Nội dung:
- Thiết kế sơ đồ nguyên lý.
- Tính chọn thiết bị điều khiển.
- Thiết kế sơ đồ lắp ráp.
3. Thuyết minh và bản vẽ:
- 1 quyển thuyết minh.
- 2 bản vẽ kỹ thuật khổ A
0
cho sơ đồ nguyên lý và lắp ráp.
cán bộ hớng dẫn:
Thầy phan cung
Đồ án môn học
1
LờI Mở ĐầU
Hiện nay, để đánh giá trình độ phát triển của mỗi quốc gia,không thể
không đánh giá trình độ phát triển Tự động hoá ở quốc gia đó. Sự phát triển của
mỗi công ty cũng phụ thuộc nhiều vào mức độ tự động hoá. Nó góp phần tăng
năng suất lao động,hạn chế tối đa những thao tác mà ngời công nhân cần xử lý.
Đặc biệt trong các ngành nh: cơ khí, dệt may, giao thông.thì tự động hoá là
một nhiệm vụ thiết yếu.
Trong các xí nghiệp công nghiệp, máy khoan đóng vai trò khá quan
trọng. Khoan đợc sử dụng nhiều trong các công nghệ, tuy phức tạp nhng có tính
chất chu kỳ, vì vậy cần tự động hoá quá trình điều khiển của máy. Việc thiết kế
phải đảm bảo an toàn,tiện lợi,và kinh tế nhất.

Trong các phơng pháp thiết kế, phơng pháp phân tầng là phơng pháp
đơn giản, hiệu quả và trực quan nhất.
Trong quá trình làm đồ án, đợc sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo hớng
dẫn và các bạn, em đã hoàn thành đợc bản đồ án này.Tuy nhiên, do thời gian và
trình độ có hạn, bản đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót.
Em mong nhận đợc sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn.
Đồ án môn học
2
Chơng 1
Mô tả hệ thống khiều khiển máy khoan 4 lỗ
Nguyên lí hoạt động:
Khi có tín hiệu khởi động m, cảm biến vị trí a
0
, b
0
,c
0
nhận đợc tín hiệu
mũi khoan bắt đầu đi xuống, chạm cảm biến vị trí a
1
, cảm biến này có tín hiệu
mũi khoan bắt đầu đi lên, khi đi lên mũi khoan chạm cảm biến vị trí a
0
, cơ cấu
mũi khoan bắt đầu đi sang ngang thực hiện quá trình B
+
, gặp cảm biến vị trí b
1
,
mũi khoan đi xuống, thực hiện quá trình A

+
, cho đến khi gặp cảm biến vị trí a
1
,
mũi khoan đi lên, thực hiện quá trình A
-
, cho đến khi gặp cảm biến vị trí a
0
, cơ
cấu mũi khoan đi vào thực hiện quá trình C
+
, cho đến khi gặp cảm biến vị trí c
1
,
mũi khoan đi xuống, thực hiện quá trình A
+
, cho đến khi gặp cảm biến vị trí a
1
,
mũi khoan đi lên cho đến khi gặp cảm biến vị trí a
0
, cơ cấu mũi khoan bắt đầu
chuyển dịch sang trái, thực hiện quá trình B
-
cho đến khi gặp cảm biến vị trí b
0
,
mũi khoan bắt đầu đi xuống thực hiện quá trình A
+
cho đến khi gặp cảm biến vị

trí a
1
, mũi khoan đi lên, thực hiện quá trình A
-
cho đến khi gặp cảm biến vị trí
a
0
, cơ cấu mũi khoan chuyển dịch đi ra, thực hiện quá trình C
-
cho đến khi gặp
cảm biến vị trí c
0
là hoàn thành một chu trình. Đến đây các quá trình đợc thực
hiện lặp lại nh trên.
Chơng 2.
Đồ án môn học
3
Thiết kế sơ đồ nguyên lý
1.Giới thiệu:
Khi gặp những đối tợng công nghệ mới, ngời đặt hàng thờng chỉ nêu
những yêu cầu của đối tợng cần phải thoả mãn.Trong sơ đồ nguyên lí có thể có
những trạng thái đầu vào giống nhau và đầu ra khác nhau, vì vậy cần một phơng
án để giải quyết vấn đề trên, đó là phơng pháp phân tầng.
Phơng pháp phân tầng sử dụng biến trung gian , để phân biệt các trạng
thái có đầu vào giống nhau, và mô tả theo chu trình hoạt động của công nghệ.
Gọi a
0
,a
1
lần lợt là tín hiệu điều khiển quá trình A

+
,A
-

Gọi b
0
,b
1
lần lợt là tín hiệu điều khiển quá trình B
+
,B
-

Gọi c
0
,c
1
lần lợt là tín hiệu điều khiển quá trình C
+
,C
-
Với cách qui ớc nh trên bài toán có 6 biến điều khiển, 6 biến đầu ra
(A
+
,A
-
,B
+
,B
-

,C
+
,C
-
)
Ta có graph chuyển trạng thái nh dới đây:
vào Biến
raBiến

+++
CCBBAA
ccbbaa
101010
:
100000
100110
001000
101010
010000
011010
100000
101010


010000
010110
000010
100110
100000
100101

010000
010101


000001
101001
010000
011001
100000
101001
000100
100101

Các trạng thái có đầu vào giống nhau: Trạng thái 1 và 3, trạng thái 4 và
6, trạng thái 7 và 9, trạng thái 10 và 12 .
Ta dùng 2 biến trung gian x, y để biến những trạng thái nớc đôi thành
trạng thái nớc đơn. Nhờ 2 biến trung gian x và y này, các trạng thái sẽ có đầu
vào khác nhau, đó chính là 1 đặc điểm của phơng pháp phân tầng. Ta có sự
phân chia các trạng thái nh sau :
Ta có chu trình hoạt động đợc miêu tả nh sau :
Đồ án môn học
4
Tõ ®ã ta cã hµm cña c¸c tr¹ng th¸i nh sau :
• Tr¹ng th¸i 1 = c
0
xy
• Tr¹ng th¸i 2 =
xy

• Tr¹ng th¸i 3 = a

0

xy
• Tr¹ng th¸i 4 = b
1
xy
• Tr¹ng th¸i 5 =
x y
• Tr¹ng th¸i 6 = a
0
x y
• Tr¹ng th¸i 7 = c
1
x y
• Tr¹ng th¸i 8 =
x y
• Tr¹ng th¸i 9 = a
0
x y
• Tr¹ng th¸i 10 = b
0
x
y
• Tr¹ng th¸i 11 = xy
• Tr¹ng th¸i 12 = a
0
xy
• X
+
= a

1
x y
• X
-
= a
1
xy
• Y
+
= a
1
x
y
• Y
-
= a
1
xy
Tõ ®ã ta cã hµm cho c¸c biÕn nh sau :
• Hµm cho biÕn ra A
+
:
§å ¸n m«n häc
5
11
a
0
12
c
0

1
a
1
X
xy
x
2
xy
3a
0
b
1
a
1
4
Y
y
5
xy
6
a
0
a
1
a
1
7
X
x
8

xy
9
a
0
b
o
a
1
10
Y
y