Tài liệu Đồ án " Thiết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ bằng phương pháp ma trận trạng thái với mạch động lực dùng thiết bị khí nén và mạch điều khiển dùng thiết bị điện " doc

z




ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Thiết kế hệ thống điều khiển máy khoan có
sơ đồ như hình vẽ bằng phương pháp ma
trận trạng thái với mạch động lực dùng
thiết bị khí nén và mạch điều khiển dùng
thiết bị điện



G
G
i
i
á
á
o
o


v
v
i
i
ê
ê

n
n


h
h
ư
ư
ớ
ớ
n
n
g
g


d
d
ẫ
ẫ
n
n


:
:

S
S
i
i
n
n
h
h


v
v
i
i
ê
ê
n
n


t
t
h
h
ự
ự
c
c

h
h
i
i
ệ
ệ
n
n


:
:


T
T
R
R
I
I
Ệ
Ệ
U
U


T
T
U
U

Y
Y
Ê
Ê
N
N


H
H
O
O
À
À
N
N
G
G




Đồ án điều khiển logic

--------------------------------------------------------------------------------------

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA NĂNG LƯỢNG
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XNCN
THIẾT KẾ MÔN HỌC

ĐIỀU KHIỂN LOGIC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Sinh viên : TRIỆU TUYÊN HOÀNG
Lớp : Tự động hoá 3 K43
1.
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Thiết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ
bằng phương pháp ma trận trạng thái với mạch động lực dùng thiết bị
khí nén và mạch điều khiển dùng thiết bị điện.
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 HƯỚNG DẪN

MỤC LỤC
nhiệm vụ thiết kế 02
mục lục 03
Tài liệu tham khảo 04
Lời nói đầu 05

---------------------------------------- ---------------------------------------
1
Đồ án điều khiển logic

--------------------------------------------------------------------------------------

Chương I:
giới thiệu chung về công nghệ



1. sơ đồ công nghệ 06
2. nguyên lý hoạt động của sơ đồ công nghệ 06

Chương II:
tổng hợp hàm điều khiển


1. tổng hợp hàm điều khiển bằng phương pháp hàm tác động 08
1.1 xác định các biến điều khiển 08
1.2 tổng hợp hàm điều khiển 09
2. sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống 11
2.1 các phần tử 11
2.2 sơ đồ nguyên lý 12
2.3 thuyết minh nguyên lý hoạt động của sơ đồ 13

Chương III:
Tính chọn và thiết kế mạch lắp ráp

1. Chọn các thiết bị 14
1. chọn các phần tử logic 14
2. chọn công tắc 15
3. Chọn Van phân phối 16
4. Chọn thiết bị chấp hành 17
5. chọn nút ấn 17
2. SƠ Đồ LắP RáP
1. Lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị 17
2. Sơ đồ lắp ráp của mạch điều khiển hệ thống 18
MỞ ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá 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 hoá trong các quá trình sản xuất mà trước hết đó là
năng suất sản xuất và chất lượng sản phẩm làm ra. Sự phát triển rất nhanh
chóng của máy tính điện tử , công nghệ thông tin và những thành tựu của
---------------------------------------- ---------------------------------------
2
Đồ án điều khiển logic

--------------------------------------------------------------------------------------
lý thuyết Điều khiển tự động đã làm cở sở và hỗ trợ cho sự phát triển
tương xứng của lĩnh vực tự động hoá.
ở nước ta mặc dầu là một nước chậm phát triển, nhưng những năm
gần đây cùng với những đòi hỏi của sản xuất cũng như sự hội nhập vào
nền kinh tế thế giới thì việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật mà đặc
biệt là sự tự động hoá các quá trình sản xuất đã có bước phát triển mới tạo
ra sản phẩm có hàm lượng chất xám cao tiến tới hình thành một nền kinh
tế tri thức.
Ngày nay tự động hoá điều khiển các quá trình sản xuất đã đi sâu
vào từng ngõ nghách, vào trong tất cả các khâu của quá trình tạo ra sản

phẩm. Một trong nhữnh ứng dụng đó mà đồ án này thiết kế là điều khiển
công nghệ khoan. Tự động hoá điều khiển công nghệ khoan là quá 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 hoá điều khiển được thể hiện qua hai quá
trình sau:
- Tự động hoá điều khiển công việc đưa vật thể vào vị trí định trước
(xác định vị trí lỗ khoan).
- Tự động hoá đưa mũi khoan vào khoan vật thể sau đó quay về vị
trí cũ đễ đảm bảo cho quy trình tiếp theo.
Chất lượng mũi khoan và năng suất làm việc phụ thuộc rất nhiều
vào công nghệ điều khiển. Quá trình làm việc được thực hiện theo một trật
tự logic, theo trình tự thời gian xác định do đó để điều khiển được công
nghệ ta phải tổng hợp được hàm điều khiển cho hệ thống. Có rất nhiều
phương pháp để tổng hợp hàm điều khiển nhưng ở đây ta sử dụng
phương pháp GRAPCET. So với các phương pháp khác thì phương pháp
hàm tác động có ưu điểm đơn giản và đảm bảo sự chính xác về tuần tự
thực hiện quá trình.
Sinh viên .

CHƯƠNG I
:
GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ

Công nghệ
:
Khoan một lỗ hai giai đoạn

---------------------------------------- ---------------------------------------
3
Đồ án điều khiển logic

--------------------------------------------------------------------------------------
Máy khoan được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy cơ khí. Bên
cạnh các máy móc cơ khí khác như các máy tiện, máy doa, máy bào
giường, bào xọc ... dần dần được tự động hóa theo một dây chuyền
ngày càng hiện đại. Các máy khoan cũng được tự động hoá theo dây
chuyền nhằm nâng cao năng suất và giảm sự nặng nhọc cho người công
nhân.
Trong đó công nghệ khoan một lỗ hai giai đoạn cũng được sử dụng
trong các nhà máy cơ khí, nhà máy sửa chữa và chế tạo máy.

Trong môi trường làm việc nặng nhọc công nghệ yêu cầu :
- Khoan làm việc ổn định, chắc chắn.
- Tần số làm việc lớn.

CHƯƠNG II
:
THIẾT KẾ
THEO PHƯƠNG PHÁP GRAPCET
---------------------------------------- ---------------------------------------
4
Đồ án điều khiển logic

--------------------------------------------------------------------------------------
1.
Grapcet - công cụ để mô tả mạch trình tự trong công nghiệp

Trong dây chuyền sản xuất công nghiệp, các thiết bị máy móc
thường hoạt động theo một trình tự lôgic chặt chẽ nhằm đảm bảo chất
lượng sản phẩm, an toàn cho người và thiết bị. Cấu trúc làm việc trình

tự của dây chuyền đã đưa ra yêu cầu cho điều khiển là điều khiển sự
hoạt động chặt chẽ thống nhất của dây chuyền đồng thời cũng gợi ý cho
ta sự phân nhóm lôgic của automat trình tự bởi các tập hợp con của
máy móc và các thuật toán. Ta có sơ đồ khối :


Tín hiệu
vào
Cấu trúc
điều khiển
trì
nh

tự
Quá trình






Quá trình công nghệ có thể bao gồm :
- Hoàn toàn tự động
---------------------------------------- ---------------------------------------
5
Đồ án điều khiển logic

--------------------------------------------------------------------------------------
- Bán tự động
- Hoàn toàn bằng tay

Khi thiết kế hệ thống phải tính toán đến các phương thức làm việc
khác nhau để đảm bảo an toàn và xử lí kịp thời các hư hỏng trong hệ
thống. Phải luôn có phương án can thiệp trực tiếp của người vân hành
đến việc dừng máy khẩn cấp ... Grapcep là công cụ rất hữu ích để thiết
kế và thực hiện đầy đủ các yêu cầu của công nghệ tự động hoá các quá
trình công nghệ kể trên.





2.Phương pháp Grapcet
---------------------------------------- ---------------------------------------
6
Đồ án điều khiển logic

--------------------------------------------------------------------------------------



Yêu cầu công nghệ :
 a, b, c, d là các công tắc hành trình cảm nhận vị trí của lưỡi
khoan.
 Hoạt động :
Khoan đi xuống với vận tốc v1 gặp ‘b’ (gặp vật liệu) giảm tốc độ
khoan với vận tốc v2. Xuống gặp ‘c’ lưỡi khoan nhấc lên tháo
phoi chuẩn bị cho giai đoạn khoan thứ hai.
Đi lên với vận tốc V1 gặp ‘a’ khoan đảo chiều đi xuống với vận
tốc V1 bắt đầu giai đoạn hai. Đi xuống gặp ‘c’ (gặp phôi) 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 quá trình khoan.

---------------------------------------- ---------------------------------------
7
Đồ án điều khiển logic

--------------------------------------------------------------------------------------

3.Tín hiệu vào, trạng thái ra
 Tín hiệu vào :
Các cảm biến vị trí a, b, c, d
 Tín hiệu ra :
X : trạng thái đi xuống
L : trạng thái đi lên
V1 : chạy xuống với vận tốc v1
V2 : chạy xuống với vận tốc v2
4.Thành lập Grapcet 1
-Xác lập trạng thái ban đầu
-Trạng thái ban đầu
-Đã ở trạng thái ban đầu
-Đi xuống với vận tốc v1
-Đã đi xuống với vân tốc v1
---------------------------------------- ---------------------------------------
8
Đồ án điều khiển logic

--------------------------------------------------------------------------------------
-Đi xuống với vận tốc v2

-Đã đi xuống với vận tốc v2
-Đi lên với vận tốc v1
-Đã đi lên với vận tốc v1
*Nhận xét :
- Nếu Grapcet chỉ có vậy khoan sẽ đi xuống găp b giảm tốc,
gặp c đi lên, gặp a lặp lại quá trình trên mà không khoan 2
giai đoạn.
- Vì vậy, phải thêm 1 biến phụ nhận biết cho phép :
. gặp b lần thứ nhất đi xuống với vận tốc v2 nhưng gặp b
lần thứ hai vẫn duy trì vận tốc cũ.
. đồng thời gặp c lần thứ nhất đi lên nhưng cấm đi lên lần
thứ hai mà gặp c đi xuống với vận tốc v2. Chỉ khi gặp d mới đi lên.
- Gọi biến P gặp c hàm đóng và gặp d thì cắt.
Từ những điều trên Grapcet 2 có thể thành lập như sau

---------------------------------------- ---------------------------------------
9
Đồ án điều khiển logic

--------------------------------------------------------------------------------------
5.Thành lập Grapcet 2

---------------------------------------- ---------------------------------------
10