CÔNG NGHỆ KHOAN HAI GIAI đoạn sử DỤNG MA TRẬN TRẠNG THÁI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN LOGIC VÀ PLC
---------------***-------------

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
ĐỀ TÀI:
CÔNG NGHỆ KHOAN HAI GIAI ĐOẠN
SỬ DỤNG MA TRẬN TRẠNG THÁI

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Nhóm 9
Phạm Văn Quân
Nguyễn Tá Tiến
Mai Thanh Tú
Vũ Ngọc Tú
Nguyễn Hoàng Thành
Phạm Tiến Trung
Lê Xuân Thịnh

20133159
20112317
20134483
20134517

20133528
20122633
20133758

Hà Nội 05.2017

TĐH 02 K58
TĐH 07 K56
TĐH 02 K58
KT ĐIện 01 K58
KT Điện 01 K58
TĐH 04 K57
TĐh 03 K58


Công nghệ khoan hai giai đoạn bằng ma trận trạng thái

MỤC LỤC
LỜI NĨI ĐẦU --------------------------------------------------------------------------------------- 3
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CƠNG NGHỆ KHOAN ------------------------------------------- 4
CHƯƠNG II. TỔNG HỢP HÀM ĐIỀU KHIỂN------------------------------------------------ 5
2.1 Xác định các biến vào ra và trạng thái ----------------------------------------------------- 5
2.2 Lập bảng chuyển trạng thái MI, MII ------------------------------------------------------- 5
2.3 Biến trung gian -------------------------------------------------------------------------------- 6
2.4 Tổng hợp hàm logic cho biến ra ------------------------------------------------------------ 7
CHƯƠNG III. LẬP TRÌNH VÀ MƠ PHỎNG TRÊN S7-300 -------------------------------- 9
3.1 Thiết lập phần cứng -------------------------------------------------------------------------- 9
3.2 Lập trình bằng ngơn ngữ Ladder ---------------------------------------------------------- 10

Nhóm 9

Page 2


Công nghệ khoan hai giai đoạn bằng ma trận trạng thái

LỜI NĨI ĐẦU
Trong sự nghiệp cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, có thể nói một trong những tiêu
chí để đánh giá sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia là mức độ tự động hóa trong các
quá trình sản xuất mà trước hết đó là năng xuất sản xuất và chất lượng sản phẩm làm ra.
Sự phát triển rất nhanh chóng cả máy tính điện tử, cơng nghệ thông tin và những thành
tựu của lý thuyết điều khiển tự động đã làm cơ sở và hỗ trợ cho sự phát triển tương xứng
của lĩnh vực tự động hóa.
Ngày nay tự động hóa điều khiển các q trình sản xuất đã đi sâu vào từng ngõ ngách,
vào trong tất cả các khâu của quá trình tạo ra sản phẩm. Một trong những ứng dụng đó mà
đồ án thiết kế là điều khiển cơng nghệ khoan. Tự động hóa điều khiển cơng nghệ khoan là
q trình tạo ra một lỗ thủng trên bề mặt vật thể có kích thước chiều sâu định trước.
Trong công việc thiết kế, tự động hóa điều khiển được thể hiện qua hai q trình sau:
-

Tự động hóa điều khiển cơng việc đưa vật thể vào vị trí định trước
Tự động hóa đưa mũi khoan vào khoan vật thể sau đó quay về vị trí cũ.

Chất lượng mũi khoan và năng suất làm việc phụ thuộc vào cơng nghệ điều khiển. Q
trình làm việc được thực hiện theo một trật tự logic, theo trình tự thời gian xác định, do đó
để điều khiển được cơng nghệ ta phải tổng hợp được hàm điều khiển cho hệ thống. Có rất
nhiều phương pháp tổng hợp hàm điều khiển; nhưng ở đây ta sử dụng phương pháp ma
trận trạng thái. So với các phương pháp khác thì phương pháp này có ưu điểm đơng giản
và đảm bảo sự chính xác về tuần tự thực hiện q trình.

Nhóm 9

Page 3


Công nghệ khoan hai giai đoạn bằng ma trận trạng thái

CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CƠNG NGHỆ KHOAN
Đối với cơng nghệ khoan một lỗ hai giai đoạn, ta có sơ đồ cơng nghệ như sau:

Hình 1. Sơ đồ cơng nghệ thực hiện một chu trình
Trong đó: a,b,c,d là các cơng tắc hành trình cảm nhận vị trí của mũi khoan
Hoạt động:
 Giai đoạn 1: Khoan đi xuống với vận tốc V1 gặp "b" (gặp vật) giảm tốc độ, khoan
với vận tốc V2. Xuống gặp "c" lưỡi khoan nhất lên tháo phôi. Chuẩn bị giai đoạn
khoan thứ 2.
 Giai đoạn 2: Khoan đi lên với vận tốc V1 gặp "a", khoan đảo chiều đi xuống với
vận tốc V1 bắc đầu giai đoạn 2. Đi xuống gặp "c" (gặp vật) bắt đầu khoan xuống
với vận tốc V2. Gặp "d" khoan hết một lỗ khoan được nhấc lên với vận tốc V1. Đi
lên gặp "a" thì dừng lại kết thúc q trình khoan.

Nhóm 9

Page 4


Công nghệ khoan hai giai đoạn bằng ma trận trạng thái

CHƯƠNG II. TỔNG HỢP HÀM ĐIỀU KHIỂN
2.1 Xác định các biến vào ra và trạng thái

Các trạng thái: 1,2,...,10:

𝐵𝑖ế𝑛 𝑣à𝑜
𝒂𝒃𝒄𝒅
=
:
𝐵𝑖ế𝑛 𝑟𝑎
𝑿𝑳𝑽𝟏 𝑽𝟐

1000
1010
1→
↑
10
0100
0110

0100
1001
2→

0010
0110
3→

0100
0110
4→

←9

0010
0110

←8
0001
0110

←7
0010
1001

1000
1010
5
↓
←6
0100
1010

2.2 Lập bảng chuyển trạng thái MI, MII
b
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)

(10)

d

Nhóm 9

2
(2)
4
(4)
6
(6)

3
(3)

8
(8)

7
(7)
9
(9)
c

a
(1)

5
(5)

10
(10)
d

1
d

c

X

L V1

1
1
0
0
1
1
1
0
0
0

0
0
1
1
0

0
0
1
1
1

1
0
1
1
1
1
0
1
1
1

V2
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0

d

Page 5


Công nghệ khoan hai giai đoạn bằng ma trận trạng thái

b
(1)+(2)
(3)+(4)
(5)+(6)+(7)
(8)+(9)+(10)

8
(8)0110

3
(3)0110
(7)1001
(9)0110

d

c

a

(2)1001
(4)0110
(6)1010
(10)0110

(1)1010
5
(5)1010
1

d

d

c d

2.3 Biến trung gian
Ta có: 2𝑆𝑚𝑖𝑛 ≥ 4 => 𝑆𝑚𝑖𝑛 ≥ 2 => 𝑐ℎọ𝑛 2 𝑏𝑖ế𝑛 𝑡𝑟𝑢𝑛𝑔 𝑔𝑖𝑎𝑛 𝑇, 𝑁
T

N

(1)+(2)
(3)+(4)
(8)+(9)+(10) (5)+(6)+(7)

Hàm logic cho biến trung gian T:

Hàm logic cho biến trung gian N:

Nhóm 9

Page 6

Công nghệ khoan hai giai đoạn bằng ma trận trạng thái

2.4 Tổng hợp hàm logic cho biến ra
Hàm logic cho biến X:

Hàm logic cho biến L:

Hàm logic cho biến V1:

Nhóm 9

Page 7


Công nghệ khoan hai giai đoạn bằng ma trận trạng thái

Hàm logic cho biến V2:

Nhóm 9

Page 8


Công nghệ khoan hai giai đoạn bằng ma trận trạng thái

CHƯƠNG III. LẬP TRÌNH VÀ MƠ PHỎNG TRÊN S7-300
3.1 Thiết lập phần cứng
Sử dụng CPU 313C-2 DP V3.3

Thiết lập địa chỉ cho tín hiệu trong cửa sổ Sumbols:

Nhóm 9

Page 9


Công nghệ khoan hai giai đoạn bằng ma trận trạng thái

3.2 Lập trình bằng ngơn ngữ Ladder

Nhóm 9

Page 10


Công nghệ khoan hai giai đoạn bằng ma trận trạng thái

Nhóm 9

Page 11


Công nghệ khoan hai giai đoạn bằng ma trận trạng thái

Nhóm 9

Page 12