Đồ án tốt nghiệp: Điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ trong băng tải và phân loại sản phẩm theo chiều cao
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.79 MB, 53 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
TRONG BĂNG TẢI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO
CHIỀU CAO
Ngành:
ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
Giảng viên hướng dẫn : THS. NGUYỄN VẠN QUỐC
Sinh viên thực hiện
:
TRẦN LÊ ANH KHOA
MSSV
:
1311050076
Sinh viên thực hiện
:
NGUYỄN DUY HỒN
MSSV
:
1311050051
Lớp
:
13DTD01
TP. Hồ Chí Minh, 2017
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
LỜI CAM ĐOAN
Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ TRONG
BĂNG TẢI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO
Giáo viên hướng dẫn: Ths.Nguyễn Vạn Quốc
Họ tên sinh viên thực hiện và Mã số sinh viên :
Trần Lê Anh Khoa – 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn – 1311050051
Lớp : 13DTD01
Ngày nộp Đồ Án Tốt Nghiệp: 25/12/2017
“Nhóm thực hiện Đồ Án Tốt Nghiệp (ĐATN) chúng em xin cam đoan đây là cơng trình
do chính nhóm nghiên cứu và thực hiện dưới sự hướng dẫn của Giáo viên hướng dẫn:
Ths.Nguyễn Vạn Quốc. Nhóm khơng sao chép từ bất kỳ một bài viết hay cơng trình nào
đã được cơng bố hay thực hiện mà khơng trích dẫn rõ nguồn gốc. Những số liệu, hình
ảnh, đều do nhóm tự chụp và ghi lại. Nếu phát hiện có bất kỳ sai phạm hay sự gian lận
nào nhóm chúng em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình. ”
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, Ngày 15 Tháng 12 Năm 2017
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
1
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian thực hiện Đồ án. Từ lúc lên ý tưởng về đồ án và đến lúc thi công
đồ án. Chúng em đã được Giáo viên hướng dẫn: Ths.Nguyễn Vạn Quốc tận tình quan
tâm giúp đỡ để chúng em thực hiện Đồ án một cách tốt nhất có thể.
Trong suốt q trình thi cơng, mỗi tuần chúng em đều được Giáo viên hướng dẫn:
Ths.Nguyễn Vạn Quốc quan tâm giúp đỡ, tận tình chỉ dạy cụ thể các bước lên ý tưởng
cũng như kế hoạch thực hiện đề tài như thế nào và cho chúng em mượn những linh kiện
quan trọng cần thiết nhất để thi cơng Đồ án. Nếu khơng có những lời hướng dẫn và dạy
bảo của Thầy thì em nghĩ đề tài đồ án này của em rất khó có thể hồn thiện được.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Giáo viên hướng dẫn:
Ths.Nguyễn Vạn Quốc. Với tri thức và tâm huyết của Thầy đã truyền đạt lại vốn kiến
thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian thực hiện Đồ án tốt nghiệp.
Chúng em không quên gửi lời cảm đến tập thể và các Thầy – Cô trong Khoa: CƠ –
ĐIỆN – ĐIỆN TỬ đã tạo môi trường tốt nhất để chúng em thực hiện. Cũng như giúp
chúng em những thắc mắc, bất cập trong quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp.
Đề tài được thực hiện trong khoảng thời gian 15 tuần. Do vậy, khơng tránh khỏi những
thiếu sót là điều chắc chắn, chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp q
báu của q Thầy – Cơ để kiến thức của chúng em trong ngành học lĩnh vực Điều khiển
và tự động hoá. Sau cùng, chúng em xin kính chúc q Thầy – Cơ thật nhiều sức khỏe
để tiếp tục đào tạo thế hệ trẻ, tương lai của nước nhà.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
2
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
3
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
4
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
5
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
6
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
LỜI MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
- Trong mơi trường Cơng nghiệp hố – Hiện đại hố của Đất nước. Có rất nhiều xưởng
sản xuất và nhà máy ở khắp nơi trên cả nước. Có rất nhiều trong số đó được ứng
dụng và trang bị những cơng nghệ hiện đại trong q trình sản xuất. Mọi ngành công
nghiệp đều cần phải đảm bảo đủ những tiêu chuẩn của ngành sản xuất và quan trọng
là tính: “Chính xác”, “Nhanh ngọn”, “Tự động” đó là 3 yếu tố cần thiết nhất của
một hệ thống phân loại sản phẩm hiện đại.
- Và vì thế con người đã dần đưa quy trình máy móc HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN
PHẨM vào trong những cơng đoạn sản xuất hàng hố nhằm thay thế cho sức người
cũng đồng thời tạo ra một môi trường làm việc hiện đại và đáp ứng đủ 3 yếu tố nêu
trên.
- Song quy trình máy móc đó phải đặt ra yêu cầu riêng, đó là dễ điều khiển và kiểm
sốt để có thể phù hợp với tất cả mọi nhân viên có thể điều khiển và giám sát được
khi cần thiết.
- Việc ứng dụng HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM vào trong kho hàng giúp
tăng năng suất làm việc, giảm lượng nhân công tăng lợi nhuận cho người đầu tư và
đảm bảo chất lượng hàng hoá được sản xuất ra một cách tốt nhất.
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiêm cứu: Điểu Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
- Phạm vi nghiêm cứu: Băng tải truyền động, động cơ ba pha, biến tần, cảm biến phát
hiện hàng, PLC điều khiển hệ thống, HMI hiển thị điều khiển.
3. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Thiết kế mô phỏng hệ thống băng tải được điều khiển bằng biến tần và cảm biến
hồng ngoại phân loại sản phẩm theo chiều cao.
4. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
- Tìm hiểu hệ thống bốc xếp và sản xuất hàng hố ngồi mơi trường thực tế, tìm hiểu
về động cơ motor 3 pha, cách hoạt động, tìm hiểu về Module cảm biến hồng ngoại
phát hiện vật cản cách đấu nối thiết bị, tìm hiểu về PLC Mitsubishi FX1N và phần
mềm lập trình PLC Mitsubishi GX Developer V8.., tìm hiểu về xi lanh khí nén –
van đảo chiều 5/2 và cách hoạt động, tìm hiểu cách viết và hiển thị ra màn hình HMI
Mitsubishi, …
- Thi cơng mơ hình, chạy thử lấy kết quả thực tế và viết báo cáo.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
- Ý nghĩa khoa học: Vận dụng các kiến thức về PLC, xi lanh khí nén, cảm biến đi sâu
vào nghiên cứu để cho ra hệ thống phân loại sản phẩm một cách hiệu quả.
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
7
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
-
Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài góp phần tạo ra mơ hình băng tải tùy chỉnh theo mục đích
hồn thiện nhất, tăng độ chính xác, năng xuất làm việc cũng như tăng tính hiện đại
của doanh nghiệp.
6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
-
Để thực hiện đề tài nhóm chúng em đã tiến hành các phương pháp:
-
Tìm hiểu tổng quan về mơ hình HỆ THỐNG BĂNG TẢI.
-
Nghiêm cứu tài liệu về các linh kiện cần trong mơ hình: Motor 3 pha, cảm biến hồng
ngoại, PLC Mitsubishi, màn hình HMI.
-
Nghiêm cứu tài liệu phần mềm lập trình PLC Mitsubishi Developer.
-
Thi cơng hồn chỉnh phần cứng của hệ thống.
-
Thực hiện viết cách lệnh đơn giản trong phần mềm PLC Mitsubishi Developer V8,
tiến tới hồn thiện chương trình cho hệ thống.
-
Tiến hành cho chạy thử sản phẩm, kiểm tra và hiệu chỉnh.
7. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
-
Từ thiết kế cơ khí ban đầu kết hợp lập trình và điều khiển PLC Mitsubishi trong HỆ
THỐNG BĂNG TẢI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM theo yêu cầu của doanh nghiệp.
8. Ý TƯỞNG VÀ GIẢI PHÁP THỰC TIỄN
-
Thi công và lập trình hồn chỉnh các phần trong hệ thống.
-
Lưu lại chương trình cần thiết cho hệ thống.
9. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
-
Hồn chỉnh đảm bảo nhu cầu đặt ra.
-
Chương trình phần mềm lập trình được hồn thiện.
10. KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-
Tổng quan hệ thống băng tải.
-
Cơ sở lý thuyết và thiết bị điều khiển.
-
Mơ hình điều khiển thực tế
Cơ khí chế tạo
Lập trình cho PLC Mitsubishi.
Hiển thị trên HMI Mitsubishi
-
Phần mềm lập trình – Thực nghiệm chạy thử hệ thống và kiểm tra.
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
8
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG BĂNG TẢI
1. MỞ ĐẦU
-
Trong sự nghiệp Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa Đất nước vấn đề tự động hóa có
vai trị đặc biệt quan trọng. Nhằm nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, nâng
cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, nâng cao năng suất lao động.
-
Các thiết bị dây chuyền máy móc là vật gần như không thể thiếu trong các nhà
xưởng, nhà kho, … Chúng giúp tăng năng suất làm việc cũng như giảm bớt sức nặng
đối với các nhân công. Đối với nhà kho lưu trữ nói riêng việc ứng dụng máy móc và
trong lưu trữ và việc hết sức cần thiết. Nó giúp tạo môi trường thuận lợi cho việc
lưu trữ cũng như xuất hàng hoá khi cần thiết. Giúp tiếc kiệm một diện tích khá lớn
so với việc lưu trữ sử dụng sức nhân công.
-
Đồ án “ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ TRONG
BĂNG TẢI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO”, giúp chúng
em làm quen và tìm hiểu kĩ hơn với những vấn đề cốt lõi cơ bản nhất về tự động hố
và rất có ích cho chúng em sau này.
2. TỰ ĐỘNG HỐ
-
Tự động hố hoặc điều khiển tự động hoá được giới thiệu từ những năm 1930, là
việc sử dụng một hay nhiều thiết bị hệ thống nhằm điều khiển một hay nhiều dây
chuyền công nghiệp khác nhau nhằm hạn chế tối thiểu sự can thiệp của con người
vào hệ thống lúc đang vận hành. Hiện nay có một số quy trình đã được hồn tồn tự
động hố.
-
Lợi ích của tự động hố là tiết kiệm nguồn lao động, tiết kiệm năng lượng và nâng
cao độ chính xác và thời gian thực hiện cơng việc.
-
Tự động hoá được thực hiện bằng các phương tiện khác nhau bao gồm : Cơ khí, thuỷ
lực khí nén, điện, điện tử máy tính, … và thường kết hợp chặt chẽ với nhau hình
thành một dây chuyền tự động hố. Hiện nay người ta còn kết hợp thêm các cơ cấu
Robot , các Moudle, Relay,… cũng như các phần điều khiển như Vi điều khiển,
PLC,… giúp cho ngành Tự động hoá càng phát triển vượt bậc, và là nền tảng mới
của Công nghiệp hiện đại.
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
9
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
3. HỆ THỐNG BĂNG TẢI LIÊN HỆ THỰC TẾ
-
Thực tế hiện nay Hệ thống băng tải tự động bao gồm: băng tải để lưu chuyển hàng
hoá, cánh tay gắp sản phẩm được ứng dụng trong việc gắp dỡ hàng hố tạo sự linh
động cũng như độ chính xác cao với sự hỗ trợ của các cảm biến công nghiệp.
-
Bằng việc không ngừng đầu tư nghiên cứu công nghệ chế tạo mới, không ngừng học
hỏi áp dụng những thành tự khoa học hiện đại như đầu tư sắm mới ngay các máy
chuyên dụng tiên tiến nhất, thường xuyên tham gia các hội chợ khoa học kỹ thuật
cũng như liên tục cử kỹ sư đi tham gia hội thảo, các lớp nâng cao về kỹ thuật chuyên
môn đã giúp băng tải HMPTech ln đi đầu về cơng nghệ và tính chuyên nghiệp,
dần dần tạo dựng thương hiệu lớn nhất Việt Nam.
Tập đồn cơng ty HMPTECH là
một trong những cơng ty sản xuất băng tải lớn nhất Việt Nam.
KUKA là một hãng của Đức thành lập năm
1898, sản xuất Robot công nghiệp và các giải
pháp tự động hoá nhà máy.
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
10
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
Một số hình ảnh thực tế về băng tải và ứng dụng phân loại sản phẩm trong cơng
nghiệp:
Hình 1.3.1 Hệ thống băng tải trong cơng nghiệp
Hình 1.3.2 Hệ thống bốc xếp hàng trong nhá máy sản xuất bia
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
11
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
Hình 1.3.3 Hệ thống kho bãi chứa lưu trữ và xuất hàng sau khi phân loại
Hình 1.3.4 Hệ thống kho bãi chứa lưu trữ và xuất hàng hoá tự động
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
12
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
-
Mỗi công ty sẽ lựa cho riêng cho mình một loại mơ hình tự động hố khác nhau.
Phù hợp với chức năng và nhiệm vụ của từng mặt hàng sản xuất.
4. NHU CẦU CỦA HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
-
Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao là một nhu cầu khá cần thiết và mang
tính đổi mới hiện nay. Việc đưa hệ thống vào trong hoạt động sản xuất giúp cho con
người thuận tiện hơn trong việc lưu trữ và xuất hàng hố tăng độ chính xác và tiết
kiệm thời gian.
5. SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
-
Trong thực tế hệ thống thường bao gồm 3 phần chính cơ bản :
Cánh tay đảm nhận vai trị gắp –đẩy hàng hố.
Băng chuyền giúp chuyển hàng hoá từ nơi sản xuất vào kho chứa hàng.
Cảm biến hồng ngoại nhận diện sản phẩm.
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
13
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT BỊ ĐIỀU
KHIỂN HỆ THỐNG
1. GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
-
Sau khi tìm hiểu – thảo luận và xin ý kiến từ Giáo viên hướng dẫn Ths.Nguyễn Vạn
Quốc. Nhóm chúng em đã quyết định chọn đề tài Hệ thống phân loại sản phẩm để
làm đề tài Tốt nghiệp. Dựa trên những hình ảnh thực tế bên ngồi,chúng em đã lên
ý tưởng và thực hiện mơ hình thu nhỏ này.
2. GIỚI THIỆU VỀ CÁC CHI TIẾT LINH KIỆN, THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP
TRÌNH (PLC MITSUBISHI FX), THIẾT BỊ HIỂN THỊ (HMI) VÀ CHƯƠNG
TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI
SẢN PHẨM
2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC CHI TIẾT LINH KIỆN
2.1.1 ĐỘNG CƠ 3 PHA:
2.1.1.1 Giới thiệu
- Điện áp hoạt động: 220V
-
Cơng suất: 25W
-
Số vịng quay: 1400-1500/1 phút (Motor 4P)
-
Dịng: 0.26A
-
Tần số: 50Hz
-
Cơng dụng: Thường dùng làm cần gạt nước Ơtơ, máy quay nướng,…
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
14
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
Hình 2.1.1.1.1 Hình chi tiết các thơng số chi tiết của động cơ 3 pha
Hình 2.1.1.1.2 Hình ảnh thực tế động cơ 3 pha
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
15
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
2.1.1.2 Cấu tạo
-
Gồm có 2 bộ phận chính là Stator và Rotor. Stator là phần đứng yên hay còn gọi là
phần tĩnh và Rotor là phần quay. Rotor được đặt bên trong Stator. Sẽ có một khe hở
giữa Stator và Rotor, được biết đến như là khe hở khơng khí. Giá trị của khe hở
khơng khí có thể dao động từ 0.5-2mm.
2.1.1.3 Nguyên lý hoạt động
-
Rotor lồng sóc bao gồm các thanh dẫn được gắn mạch 2 đầu bởi 2 vòng ngắn mạch.
Dòng điện 3 pha chạy trong dây quấn Stator tạo ra một từ trường quay. Do vậy dòng
điện sẽ được tạo ra trong những thanh dẫn của Rotor lồng sóc và nó bắt đầu quay.
Hình 2.1.1.3 Rotor lồng sóc thường được sử dụng trong động cơ điện 3 pha
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
16
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
2.1.2 XI LANH KHÍ NÉN
2.1.2.1 Giới thiệu
-
Xi lanh khí nén hay cịn gọi là Ben khí nén là thiết bị cơ khí được vận hành bằng khí
nén.
-
Cấu tạo gồm các thành phần: Thân trụ (Barrel), Píttơng (Piston), Trục píttơng (Piston
rod), các lỗ cấp – thốt khí (Cap-end port và Rod-end port).
Hình 2.1.2.1 Cấu tạo của xi lanh khí nén
2.1.2.2 Nguyên lý hoạt động
- Cụ thể xi lanh khí nén hoạt động theo cách chuyển hoá năng lượng của khí nén thành
động năng, khiến pittơng xi lanh chuyển động theo hướng mong muốn, qua đó làm
truyền động đến thiết bị.
2.1.2.3 Cơng dụng của xi lanh trong mơ hình
- Các xi lanh được hàn hay ghép nối với nhau để tạo thành một cánh tay gắp-đẩy đơn
giản với nhiệm vụ là gắp –đẩy sản phẩm từ băng tải đặt vào kho chứa
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
17
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
2.1.2.4 XI LANH KHÍ NÉN CDJ2B16 (Xi lanh nhiệm vụ Ra/Vào)
Hình 2.1.2.4 Xi lanh khí nén CDJ2B16 sử dụng trong mơ hình Hệ thống phân loại
sản phẩm
-
Số lượng: 2 thanh
-
Thông số cần thiết của xi lanh CDJ2B16 sử dụng trong mơ hình Hệ thống phân loại
sản phẩm
Độ dài khi xi lanh làm việc ở vị trí X0: 175mm
Độ dài khi xi lanh làm việc ở vị trí X1: 325mm
Áp suất: 0.7Mpa
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
18
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
2.1.3 MẠCH CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI – PHÁT HIỆN VẬT CẢN
2.1.3.1 Giới thiệu
-
Cảm biến hồng ngoại là module phát hiện vật cản trong khoảng cách từ 2 – 25cm
với góc phát hiện là 35̊. Khi phát hiện vật cản thì tín hiệu đầu ra OUT ở mức thấp
và đèn LED màu xanh sáng. Ta có thể điều chỉnh được khoảng cách phát hiện vật
cản bằng biến trở. Chỉnh tiết áp theo chiều kim đồ hồ để tăng khoảng cách và ngược
lại để giảm khoảng cách.
-
Cổng OUT có thể điều chỉnh trực tiếp Relay 5V hoặc IO của MCU.
- Điện áp cung cấp cho mạch cảm biến hồng ngoại: 3 – 5VDC.
2.1.3.2 Cấu tạo
Hình 2.1.3.2 Sơ đồ cấu tạo Mạch cảm biến hồng ngoại – phát hiện vật cản
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
19
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
2.1.3.3 Ứng dụng của mạch cảm biến hồng ngoại – phát hiện vật cản trong mơ hình
Phân loại sản phẩm
Hình 2.1.3.3 Mạch cảm biến hồng ngoại thực tế dùng trong mơ hình Hệ thống
phân loại sản phẩm theo chiều cao
-
Mô tả: Cảm biến hồng ngoại vật cản E3F-DS30C4 dùng ánh sáng hồng ngoại để
xác định khoảng cách tới vật cản cho độ phản hồi nhanh và rất ít nhiễu do sử dụng
mắt nhận và phát tia hồng ngoại theo tần số riêng biệt. Cảm biến có thể chỉnh khoảng
cách báo mong muốn thông quá biến trở, ngõ ra cảm biến ở dạng cực thu hở nên cần
thêm 1 trở treo lên nguồn ở chân output khi sử dụng.
-
Thông số kỹ thuật:
Nguồn điện cung cấp: 6~36 VDC
Khoảng cách phát hiện: 5-30 cm
Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở
Dịng kích ngõ ra: 300mA
Ngõ ra dạng NPN cực thu hở giúp tùy biến được điện áp ngõ ra, trở treo lên áp bao
nhiêu sẽ tạo thành điện áp ngõ ra bấy nhiêu
Chất liệu sản phẩm: Nhựa
Có Led hiển thị ngõ ra màu đỏ
Kích thước: 1.8cm(D) x 7cm(L)
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
20
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
-
Sơ đồ dây:
Nâu: VCC
Đen: Ra tín hiệu
Xanh dương: GND
-
Số lượng: 2 cảm biến hồng ngoại
-
Chức năng:
Cảm biến X1: Giúp nhận sản phẩm có chiều cao loại I (cao)
Cảm biến X2: Gíup nhận hàng có chiều cao loại II (thấp)
-
Tất cả các mạch cảm biến hồng ngoại – phát hiện vật cản sử dụng trong mơ hình
được hàn cố định lên thành băng tải để nhận diện sản phẩm nhằm hạn chế tối đa sự
nhiễu tín hiệu thu nhận được từ cảm biến.
2.1.4 VAN ĐIỆN TỪ KHÍ NÉN (VAN ĐẢO CHIỀU 5/2)
2.1.4.1 Giới thiệu
-
Van điện từ khí nén hay cịn gọi là van đảo chiều là một cơ cấu điều chỉnh hướng
điều chỉnh dòng khí nén qua xi lanh. Van điện từ khí nén có tác dụng Đóng – Ngắt
dịng khí và điều chỉnh hướng của dịng khí qua xi lanh.
2.1.4.2 Ngun lý hoạt động của van điện từ khí nén
Hình 2.1.4.2 Sơ đồ mơ phỏng quy trình làm việc của Van điện từ khí nén
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hồn _ 1311050051
21
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
-
Ngun lý: Khi chưa có dịng tín hiệu tác động vào hai cửa (1 và 2) thì cửa (1) bị
chặn còn cửa (2) nối với cửa (3). Khi có dịng tín hiệu tác động vào cửa (1 và 2). Ví
dụ tác dụng bằng dịng khí nén thì nịng van sẽ dịch chuyển về phí bên phải , cửa (1)
nối với cửa (2) còn cửa (3) bị chặn. Trường hợp dịng tín hiệu tác động vào cửa (1
và 2) mất đi, dưới tác động của lực lò xo, nòng van sẽ trở về vị trí ban đầu.
-
Để phân loại Van điện tử người ta căn cứ vào số cửa là bao nhiêu, số vị trí làm việc
là bao nhiêu, người ta còn căn cứ thêm điện áp của cuộn coil của Van điện từ gồm
2 cấp điện áp 24V và 220V.
2.1.4.3 Van đảo chiều 5/2
- Van đảo chiều 5/2 là van có 5 cửa vào 2 vị trí làm việc.
Hình 2.1.4.3 Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của Van đảo chiều 5/2
-
Khi khí chưa cấp vào cửa điều khiển. Dưới tác động của lực lò xo từ van hoạt động
ở vị trí bên phải. Lúc đó cửa số 1 thông với cửa số 2 và cửa số 4 thông với cửa số
5, cửa số 3 bị chặn. Khi ta cấp khí vào cửa điều khiển 14 của van đảo chiều 5/2 làm
van đảo trạng thái ta có cửa số 1 thông với cửa số 4 và cửa số 2 thông với cửa số 3,
cửa số 5 bị chặn.
2.1.4.4 Ứng dụng của van đảo chiều 5/2 trong mơ hình Hệ thống phân loại sản
phẩm
- Số lượng: 2 van
-
Chức năng:
Mỗi van đảo chiều 5/2 giữ nhiệm vụ điều khiển các xi lanh ra vào mỗi khi cảm biến
nhận diện được sản phẩm trong hệ thống
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
22
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
Hình 2.1.4.4 Van đảo chiều 5/2 thực tế dung trong mơ hình Hệ thống phân loại sản
phẩm
2.1.5 CÁC LINH PHỤ KIỆN KHÁC BỔ SUNG CHO PHẦN CỨNG
2.1.5.1 Relay Omron NY4N 24VDC
Hình 2.1.5.1 Relay Omron NY4N thực tế sử dụng trong mơ hình Hệ thống phân
loại sản phẩm
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
23
Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
-
Thông số quan trọng
Điện áp điều khiển cuộn dây: 24VDC
Dòng điệ áp điểm: 5A
Gồm 14 chân
2.1.5.2 Nguồn tổ ong 24VDC -3A
- Thông số quan trọng
Điện áp đầu vào: 220VAC
Điện áp đầu ra: 24VDC – 3A
Cơng suất: 120W
Hiệu chỉnh: +/ – 10%
Hình 2.1.5.2 Nguồn tổ ong 24VDC – 3A thực tế dùng trong mơ hình Hệ thống phân
loại sản phẩm
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051
24
