THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHUN KEO TỰ ĐỘNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.78 MB, 72 trang )
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP
====o0o====
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hà Nội, 1-2016
Mục lục
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP
====o0o====
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
PHUN KEO TỰ ĐỘNG
Trưởng bộ môn
: TS. Trần Trọng Minh
Giáo viên hướng dẫn
: Th.S. Nguyễn Danh Huy
Sinh viên thực hiện
: Lê Văn Kiên
Lớp
: ĐK-TĐH1 K55
MSSV
: 20101740
Hà Nội, 1-2016
Mục lục
LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống điều khiển phun
keo tự động do em tự thiết kế dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Danh
Huy. Các số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với thực tế.
Để hoàn thành đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh
mục tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác. Nếu
phát hiện có sự sao chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Hà Nội, ngày 2 tháng 1 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Lê Văn Kiên
Mục lục
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ ....................................................................................... i
DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU .......................................................................... iii
LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................... I
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC SẢN PHẨM LỌC DẦU, LỌC GIĨ Ơ
TƠ ......................................................................................................................... 1
1.1.Tìm hiểu về các sản phẩm lọc bụi, lọc dầu ơ tơ ......................................... 1
1.2.Tìm hiểu về quy trình sản xuất lọc bụi ...................................................... 2
1.3.Tổng quan quy trình sản xuất .................................................................... 3
1.3.1. Khâu xử lí giấy ................................................................................ 3
1.3.2. Sản xuất lõi thép .............................................................................. 5
1.3.3.
Phun keo làm đế .............................................................................. 5
1.3.4.
Sấy ................................................................................................... 5
1.3.5.
Hồn thiện sản phẩm ....................................................................... 5
Chƣơng 2 .TÌM HIỂU VỀ MÁY PHUN KEO PU ........................................... 6
2.1. Vai trò của máy trong quá trình sản xuất ................................................ 6
2.2. Các bộ phận chính của máy ....................................................................... 6
2.3. Các trang thiết bị cảm biến, chấp hành .................................................... 7
2.4. Nguyên lí hoạt động của máy ..................................................................... 9
2.5. Đặt vấn đề thiết kế hệ thống điều khiển ................................................. 12
2.6. Yêu cầu công nghệ .................................................................................... 15
Chƣơng 3. TÌM HIỂU VỀ PLC VÀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG SERVO XOAY
CHIỀU ................................................................................................................ 16
3.1. Giới thiệu chung hệ servo Minas-A của Panasonic ............................... 16
3.1.1. Tìm hiểu chung về động cơ servo ..................................................... 16
3.1.2. Tìm hiểu về dịng sản phẩm Minas-A của Panasonic ....................... 19
3.2. Chế độ điều khiển vị trí ............................................................................ 24
3.3. Giới thiêu chung PLC DVP-SV2 Delta ................................................... 24
3.3.1 Giới thiệu về PLC .............................................................................. 24
3.3.2 Tổng quan PLC DVP-SV2 Delta ....................................................... 26
3.3.3 Bộ điều khiển logic khả trình PLC DVP-SV2 ................................. 27
Mục lục
3.3.4. Cấu trúc bộ nhớ ................................................................................. 28
3.3.5 Ngôn ngữ và cơng cụ lập trình ........................................................... 29
3.4. Chức năng điều khiển nội suy 2 trục của DVP-SV2 Delta ................... 30
Chƣơng 4. THIẾT KẾ, GHÉP NỐI HỆ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY PHUN
KEO TỰ ĐỘNG ................................................................................................ 34
4.1. Yêu cầu kỹ thuật ....................................................................................... 34
4.2. Ghép nối các đầu vào số ........................................................................... 34
4.3. Thiết lập các địa chỉ đầu ra ...................................................................... 34
4.4. Thiết lập các thanh ghi địa chỉ chức năng .............................................. 37
Chƣơng 5. XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH TRÊN PLC VÀ GIAO DIỆN
VẬN HÀNH, GIÁM SÁT TRÊN MÀN HÌNH .............................................. 40
5.1. Lập lƣu đồ chƣơng trình điều khiển ....................................................... 40
5.2. Thiết kế chƣơng trình điều khiển dùng ISPSoft 2.04 ............................ 44
5.3. Thiết kế giao diện điều khiển, giám sát trên màn hình NB .................. 53
5.4. Ghép nối PLC và màn hình ..................................................................... 56
5.4.1. Giới thiệu màn hình cảm ứng HMI Omron dịng NB ....................... 56
5.4.2. Ghép nối PLC và màn hình ............................................................... 57
5.5. Thực nghiệm .............................................................................................. 60
KẾT LUẬN .....................................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................63
Danh mục hình vẽ
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Một số thiết bị lọc gió ơ tơ ........................................................................ 1
Hình 1.2. Hình dạng khn đế trịn ........................................................................... 1
Hình 1.3. Máy gấp giấy............................................................................................ 4
Hình 2.1. Hệ thống máy phun keo ............................................................................ 6
Hình 2.2. Đầu phun keo trong quá trình làm việc ...................................................... 7
Hình 2.3. Hai thùng chứa keo ................................................................................... 8
Hình 2.4. Đồng hồ hiển ............................................................................................ 8
Hình 2.5. Sơ đồ đơn giản nguyên lý điều khiển nhiệt độ .......................................... 11
Hình 2.6. Ngun lí hoạt động cơ cấu điều khiển áp suất ......................................... 12
Hình 2.7. Sơ đồ tổng quan hệ thống phun keo tự động............................................. 14
Hình 3.1. Một động cơ servo R/C kích thước chuẩn điển hình dùng trong mơ hình máy
bay và xe đua ........................................................................................................ 16
Hình 3.2. Cấu trúc bên trong của một động cơ AC-Servo loại đồng bộ ..................... 20
Hình 3.3. Ảnh thực tế dịng sản phẩm Minas-A của Panasonic................................. 20
Hình 3.4. Cấu trúc của AC-Servo motor dịng Minas-A của Panasonic .................... 21
Hình 3.5. Nhãn của động cơ AC-Servo dòng Minas-A của Panasonic ...................... 21
Hình 3.6. Driver AC-Servo MADDT1207 .............................................................. 22
Hình 3.7. Nhãn Driver AC-Servo MADDT1205 ..................................................... 22
Hình 3.8. Ý nghĩa của từng kí hiệu trong Model number ......................................... 23
Hình 3.9. Sơ đồ điều khiển xung Driver ở chế độ điều khiển vị trí ........................... 23
Hình 3.10. Sơ đồ điều khiển trạng thái của Servo-Motor ......................................... 23
Hình 3.11. Sơ đồ khối PLC .................................................................................... 25
Hình 3.12. Các thành phần chính trên bộ PLC DVP-SV2 ........................................ 27
Hình 3.13. Chuyển động vị trí đối tượng đơn giản ................................................... 30
Hình 3.14. Chuyển động vị trí đối tượng qua nội suy 2 trục ..................................... 31
Hình 3.15. Hình ảnh ví dụ sử dụng nội suy 2 trục vẽ hình thoi ................................. 32
Hình 4.1. Ghép nối đầu vào, đầu ra PLC với các Driver .......................................... 36
Hình 5.1. Vị trí tương đối của các hình khn trong hệ tọa độ ................................. 41
Hình 5.1. Lưu đồ thuật tốn điều khiển hệ thơng phun keo tự động .......................... 43
Hình 5.2. Chương trình điều khiển trên PLC ........................................................... 52
Hình 5.3. Giao diện màn hình chính điều khiển giám sát trên màn hình NB ............. 53
Danh mục hình vẽ
Hình 5.4. Giao diện màn hình nhập tọa độ các điểm khn chữ nhật ........................ 54
Hình 5.5. Giao diện màn hình nhập tọa độ các điểm khn trịn ............................... 55
Hình 5.6. Giao diện màn hình nhập tọa độ các điểm khn bo góc trịn .................... 55
Hình 5.7. Giao diện màn hình nhập thời gian phun dung mơi rửa và trễ ngắt keo ...... 56
Hình 5.7. Đấu nối giữa màn hình NB và PLC ......................................................... 57
Hình 5.8. Sử dụng Ethernet để kết nối NB7W với PC ............................................. 58
Hình 5.9. Download chương trình .......................................................................... 58
Hình 5.10 Chờ load chương trình ........................................................................... 59
Hình 5.11 kết nối thành cơng ................................................................................. 59
Hình 5.12. Ảnh thực tế mơ hình thực nghiệm điều khiển 2 động cơ AC-Servo ......... 60
Hình 5.13. Ảnh thực tế cài đặt trễ phun keo, phun dung môi rửa .............................. 60
Hình 5.13. Ảnh nhập tọa độ hình chữ nhật .............................................................. 61
Hình 5.14. Ảnh nhập tọa độ hình bo góc trịn .......................................................... 61
Danh mục bảng số liệu
DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU
Bảng 4.1. Thiết lập địa chỉ đầu vào PLC ............................................................ 34
Bảng 4.2. Thiết lập địa chỉ đầu ra PLC ............................................................... 34
Bảng 4.3. Bảng thiết lập thanh ghi (Vùng M)..................................................... 37
Bảng 4.4. Bảng thiết lập thanh ghi (Vùng D) ..................................................... 37
Bảng 4.5. Timer và Counter ................................................................................ 39
Bảng 5.1. Đặc điểm của NB HMI ....................................................................... 56
Lời nói đầu
LỜI NĨI ĐẦU
Hiện nay đất nước ta đang trong q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa, tốc độ
phát triển nhanh vừa là cơ hội cũng như thách thức về các vấn đề môi trường cũng như
xã hôi. Yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày cáng lớn vào đời sống sinh hoạt, sản xuất
yêu cầu điều khiển tự động hóa tiện lợi linh hoạt, tiết kiệm cho năng xuất lao động
cao.
Là sinh viên tự động hóa em hiểu rõ, tự động hóa rất quan trọng, góp phần rất lớn
cho việc phát triển kinh tế xã hội ở Việt Nam, từ nhu cầu thực tiễn, cũng như đánh giá
em thấy mình cần phải học thiết kế một hệ thống điều khiển cho một máy nào đó có
ứng dụng cao cho nhu cầu xã hội. Nhu cầu phương tiện giao thông đi lại, vật liệu, thiết
bị cho các phương tiện ô tô là rất lớn, áp dụng được tự động hóa vào các q trình
cơng nghệ vì vậy em chọn đề tài : “Thiết kế hệ thống điều khiển phun keo tự động”
do thầy Th.S Nguyễn Danh Huy hướng dẫn.
Do kiến thức có hạn , cũng như thời gian khơng cho phép vì vậy vẫn đang cịn một
số lỗi, mong các Thầy/Cơ bỏ qua và giúp em có thể phát triển thêm.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 2 tháng 1 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Lê Văn Kiên
Chương 1. Tổng quan về các sản phẩm lọc dầu, lọc gió ơ tơ
Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC SẢN PHẨM LỌC DẦU, LỌC
GIĨ Ơ TƠ
1.1.
Tìm hiểu về các sản phẩm lọc bụi, lọc dầu ơ tơ
Thiết bị lọc gió ( lọc bụi ) là thiết bị có nhiệm vụ làm sạch khơng khí trước khi
kết hợp với nhiên liệu để đốt cháy trong bộ chế hồ khí. Thiết bị lọc gió đặt ngay trước
bộ chế hồ khí, làm việc ở nhiệt độ môi trường.
Tương tự thiết bị lọc dầu ô tơ là thiết bị có nhiệm vụ làm sạch dầu cho ô tô
trước khi đốt ở buồng đốt, chủ yếu dùng trong các loại xe tải chạy dầu diezen.
Hình 1.1. Một số thiết bị lọc gió ơ tơ
Thiết bị lọc bụi gồm 2 phần chính : Đế và Thân
Hình 1.2. Hình dạng khn đế trịn
1
Chương 1. Tổng quan về các sản phẩm lọc dầu, lọc gió ơ tơ
Đế thường làm bằng nhựa PU, có hình trịn hoặc hình ovan, được thiết kế dạng
joăng nhằm gắn chặt kín vào trước bộ chế hịa khí, nhựa PU làm đế là hỗn hợp 2 loại
keo A và B ( Polyurethane và Isourethane) được trộn với tỉ lệ nhất định
Thân làm băng giấy chuyên dụng, được gấp nếp và tạo gằn nhắm nâng cao khả
năng chịu lực và tăng tiết diện lọc bụi. Số lượng và hình dạnh các múi giấy là khác
nhau tùy theo yêu cầu của bộ lọc gió dùng cho loại xe nào.
Có thể phân loại theo chủng loại giấy, hay với loại bình thường khơng có lưới sắt bảo
vệ dùng cho xe con và xe tải hạng nhẹ. Một số loại thiết bị lọc bụi dùng cho xe tải
nặng, phía trong thân thiết bị còn được lắp thêm một lưới sắt nhằm tăng độ cứng, cố
định hình dạng bộ lọc gió và tăng khả năng chịu áp suất gió.
Thân và hai đế được gắn chặt với nhau.
1.2.
Tìm hiểu về quy trình sản xuất lọc bụi
Yêu cầu đối với toàn hệ thống
-
Đảm bảo được quá trình sản xuất diễn ra liên tục
-
Hệ thống truyền động va điều khiển chắc chắn, tin cậy
-
Khi xảy ra sự cố, hê thống tự động ngắt nguồn, bảo vệ các thiết bị
Đối với thiết bị lọc bụi
-
Đế : Hình dáng và độ đông kết của keo đúng tiêu chuẩn, đều khắp.
-
Thân: Các chỉ tiêu về độ dày, chịu lực,... thỏa mãn yêu cầu khách hàng
Quy trình sản xuất chung
-
Lấy mẫu từ yêu cầu của khách hàng
-
Đưa mẫu xuống phòng kĩ thuật để lấy thông số thiết kế khuôn
-
Đưa mẫu về xưởng để tiến hành làm khuôn
-
Gia công sản phẩm từ khn trên
-
Kiểm tra
-
Đóng gói, đưa vào kho
2
Chương 1. Tổng quan về các sản phẩm lọc dầu, lọc gió ơ tơ
1.3.
Tổng quan quy trình sản xuất
1.3.1. Khâu xử lí giấy
Giấy lọc đa số được nhập khẩu dạng cuộn từ nươc ngồi về sẽ được xử lí qua
hệ thống 3 máy liên tiếp
-
Pha giấy
-
Tạo gằn và gấp nếp
-
Dán giấy
Pha giấy : giấy cuộn khổ lớn được pha nhỏ tại 1 máy cắt giấy. Máy gồm 2 phần
cơ cấu cơ khí và tủ điều khiển.
Cơ cấu cơ khí : gồm 1 động cơ truyền động, 1 động cơ thổi giấy, các thanh lăn
và dao cắt.
Giấy khổ to đặt ở đầu máy, qua 1 hệ thống 4 thanh lăn nhằm tăng ma sát, tạo
lực kéo giấy , trên thanh lăn cao nhất có đặt dao cắt. Hệ thống dao cắt được gắn chặt
vào thanh lăn, hình trịn, quay đồng tốc với thanh lăn, các dao có thể thay đổi vị trí để
cắt giấy thành khổ thích hợp. Tất cả các thanh lăn đều quay đồng tốc bởi hệ thống
bánh răng, truyền động từ 1 động cơ duy nhất.
Các viền giấy thừa được đưa vào 1 ống, 1 động cơ khác gắn cánh quạt có tác
dụng thổi viền giấy thừa ra ngoài, cách xa máy cắt. Cơ cấu thổi giấy này rất tiện lợi
cho việc lọc bỏ giấy thừa, tránh vướng vào các thiết bị khi pha giấy.
Cuối máy có 1 thanh lăn khác làm nhiệm vụ cuộn giấy sau khi đã pha thành các
kích thước khác nhau.
Tủ điều khiển : có các đồng hồ hiện thị các thơng số của máy như tốc độ,
mômen. Tuy nhiên, hệ thống máy cắt này không tự động điều chỉnh. Khi thời gian cắt
giấy lâu, cuộn giấy được cuốn ở cuối máy ngày càng nhiều, khối lượng tăng, mơmen
tải càng lớn, do đó phải điều chỉnh mômen động cơ. Hệ thống máy này không tự động
làm được điều đó, cứ sau 1 khoảng thời gian, thanh cuộn cuối cùng lại dừng do không
đủ mômen kéo, ln phải có 1 cơng nhân đứng để điều chỉnh và dùng tay khởi động
lại thanh lăn.
3
Chương 1. Tổng quan về các sản phẩm lọc dầu, lọc gió ơ tơ
Tạo gằn và gấp nếp : Việc tạo gằn và gấp giấy cũng được thực hiện trên 1 máy
liên hợp gồm 3 máy đặt liên tiếp. Khác với máy pha giấy, phần cơ khí và phần điều
khiển khơng tách rời mà nằm ln trên máy.
Hình 1.3. Máy gấp giấy
Phần cơ khí : gồm 3 động cơ truyền động đặt trên 3 máy, các thanh lăn, hệ
thống truyền động, dao cắt.
Giấy sau khi pha thô, được đặt ở đầu hệ thống, máy đầu tiên trong hệ thống này
cũng là máy cắt giấy, làm nhiệm vụ pha nhỏ cuộn giấy hơn nữa nếu cần, cấu tạo và
hoạt động của nó giống với máy cắt giấy đã trình bày ở trên. Máy tiếp theo làm nhiệm
vụ tạo gân trên giấy trước khi gấp. Máy cũng có các thanh lăn và hệ thống truyền động
các thanh, trên 1 thanh lăn đặc biệt có gắn cơ cấu bước , khi giấy qua thanh lăn này, nó
sẽ để lại các gằn trên giấy, chuẩn bị cho q trình gấp. Máy có 4 thanh lăn với các
bước khác nhau , do đó có thể tạo ra độ rộng của múi giấy khác nhau. Máy cuối cùng
trong hệ thống này là máy gấp, giấy sau khi tạo gằn, tiếp tục đi qua 1 hệ thống thanh
lăn đến 1 khe hở, khe này được cố định trên dưới với độ rộng bằng độ rộng 2 gằn giấy
4
Chương 1. Tổng quan về các sản phẩm lọc dầu, lọc gió ơ tơ
liên tiếp. 1 đầu khe được bịt kín, khi giấy đến đầu này, dưới tác dụng của lực kéo, giấy
sẽ được gấp lại theo các gằn đã tạo sắn.
Phần điều khiển : do hệ thống đơn giản nên bảng điều khiển động cơ chỉ gồm
các nút ấn để khởi động và đóng cắt động cơ. Việc điều chỉnh khoảng cách 2 gằn giấy
liên tiếp, độ rộng ngang của giấy là bằng tay.
Dán giấy : giấy sau khi được gấp sẽ được pha thành từng đoạn với chiều dài
thích hợp của từng loại lọc gió rồi được dán 2 đầu lại với nhau tạo thành vịng trịn.
Ngồi ra, trên hệ thống máy này, có cả máy sấy và phun nước nhằm đảm bảo
độ ẩm thích hợp cho giấy theo tiêu chuẩn kỹ thuật. Sau khi giấy được xử lý qua hệ
thống máy trên, chúng sẽ được dán lại, gắn vào lõi thép tạo thành thân trong của bộ lọc
gió.
1.3.2. Sản xuất lõi thép
Lõi thép được gia cơng bên tổ cơ khí đột dập .Thép mỏng dày 2mm được cắt
thành từng tấm hình chữ nhật với kích thước nhất định, qua máy đột lỗ, thành dạng
lưới, sau đó được cuộn lại dạng ống để đưa vào lõi thiết bị lọc gió.
1.3.3. Phun keo làm đế
Khn đế đã được sản xuất sẵn, dùng để chứa và định dạng dung dịch keo PU.
1.3.4. Sấy
Thân giấy và đế sau khi được gắn chặt với nhau sẽ được đưa vào máy sấy.
Cấu tạo máy sấy gồm : 1 động cơ, hệ thống băng tải, giá đỡ cố định chiều cao
sản phẩm, hệ thống gia nhiệt.
Sản phẩm được đặt trên băng tải, nhờ hệ thống thanh lăn, đưa qua hệ thống sấy,
bên trong hệ thống sấy này có 1 cơ cấu giữ nhằm cố định chiều cao và hình dạng sản
phẩm theo đúng yêu cầu kỹ thuật, do khi gia nhiệt keo sẽ bị dãn nở nhiệt. Hệ thống
giữ này được tác động bằng 1 lực ép cố định. Khi sản phẩm khô sẽ tiếp tục được
chuyển lại máy phun keo PU để lặp lại q trình gắn đế cịn lại .
1.3.5. Hồn thiện sản phẩm
Sản phẩm sẽ được kiểm tra lại 1 lần nữa sau khi đóng gói, nhập kho.
5
Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU
Chƣơng 2
TÌM HIỂU VỀ MÁY PHUN KEO PU
2.1. Vai trò của máy trong q trình sản xuất
-
Tạo khn đế cho sản phẩm lọc bụi lọc gió ơ tơ
-
Gắn chặt thân và đế sản phẩm với nhau
2.2. Các bộ phận chính của máy
Hệ thống máy phun keo gồm 3 khối : khối kết cấu cơ khí, khối chấp hành và
khối điều khiển.
Khối kết cấu cơ khí : gồm bàn đỡ đặt khn khi phun keo, 2 bình A và B đựng
dung dich keo, 2 động cơ khuấy keo phía trên mỗi bình, 2 quạt bánh răng, hệ thống gia
nhiệt đặt trong bình, hệ thống khí nén di chuyển vịi phun.
Khối chấp hành : 2 động cơ bước đặt gần bàn đỡ, truyền động cho bàn bằng hệ
thống bánh răng thanh răng.
Tủ điều khiển : gồm 1 máy tính cài đặt chương trình dạng máy CNC, mạch
Logic, card điều khiển cắm trên slot PCI của máy tính.
Hình 2.1. Hệ thống máy phun keo
6
Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU
Hình 2.2. Đầu phun keo trong quá trình làm việc
2.3. Các trang thiết bị cảm biến, chấp hành
Thiết bị điều khiển :
+ Máy tính : là 1 máy tính bình thường, ko phải loại chuyên dùng trong Công
nghiệp, được cài đặt 1 chương trình dạng máy CNC.
+ Mạch logic : là mạch điều khiển các rơle, công tắc tơ làm nhiệm vụ ổn định
nhiệt và áp suất cho keo trong 2 bình A và B
Thiết bị chấp hành :
+ Hai động cơ bước điều khiển chuyển động giá đỡ : 2 động cơ bước này thông
qua hệ thống bánh răng truyền chuyển động cho bàn đỡ theo 2 trục X Y.
+ 1 động cơ KĐB trộn keo.
+ 2 động cơ khuấy bình A và B
Hai bình A, B đựng 2 loại keo cấu thành keo PU , 2 bình này ln được nung
nóng và khuấy trộn bởi 2 động cơ nằm trên để tránh keo trong bình bị vón cục . 2
động cơ này có cơng suất nhỏ khoảng vài trăm oat và không cần thiết phải điều khiển
tốc độ, chúng được khởi động trực tiếp bằng khởi động từ thông qua 2 nút ấn nằm trên
bàn điều khiển .
7
Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU
Hình 2.3. Hai thùng chứa keo
Nhiệt độ của 2 bình A , B được giữ ở khoảng 40 độ C , nhiệt độ được điều
khiển bởi bộ điều khiển nhiệt động temperature controller của omron.
Thiết bị đo lường, hiển thị :
Hình 2.4. Đồng hồ hiển thị
+ 6 đồng hồ hiển thị các giá trị nhiệt độ, áp suất, tốc độ động cơ khuấy của 2
thùng keo A B.
+ Cảm biến đo mức trong 2 thùng keo
+ Cảm biến nhiệt độ : đặt cạnh bộ gia nhiệt cho thùng keo, có nhiệm vụ phản
hồi về bộ điều khiển , ổn định nhiệt độ trong thùng keo.
8
Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU
+ Cảm biến đo áp suất : đo áp suất của dòng keo trên đường dẫn đến khoang
trộn.
+ Cảm biến từ đo tốc độ động cơ : được đặt ở ngay đầu trục động cơ, mỗi khi
động cơ quay 1 bước, cảm biến phát 1 xung về bộ điều khiển.
+ Đồng hồ hiện thị các thông số : nhiệt độ, áp suất, tốc độ
2.4. Ngun lí hoạt động của máy
Q trình phun keo :
Hai loại keo A và B được lấy từ 2 thùng riêng biệt, theo đường dẫn đến khoang
trộn. Trước trước khoang trộn có 1 khố điện từ, nếu van này khơng mở thì 2 loại keo
sẽ trở lại bình chứa. Khi có tín hiệu cho phép phun keo, van đầu 2 bình chứa mở, 2 loại
keo đi vào, trộn với nhau rồi đến bình phun. Khoang trộn có 1 cánh quạt làm nhiệm vụ
khuấy đều 2 loại keo với nhau tạo thành 1 hỗn hợp duy nhất phun đều ra khn đặt
trên giá. Để phun keo theo hình dạng của khuôn, đầu phun không chuyển động mà giá
đỡ sẽ chuyển động . Chuyển động này được truyền từ hoạt động của 2 động cơ bước
theo 2 trục XY. Để phun keo theo theo hình dạng khn bất kỳ, máy tính sẽ tính tốn,
phát xung để 2 động cơ bước quay số bước nhất định. Do chuyển động của động cơ
bước không phải là chuyển động trơn nên truyền động của bàn đỡ sẽ sai lệch vài mm,
tuy nhiên việc phun keo khơng địi hỏi độ chính xác cao, đầu vịi phun có thể di
chuyển sai lệch so với quỹ đạo cỡ 1 -2 mm, keo vẫn lấp đầy khuôn theo đúng hình
dạng.
Giá đỡ là cơ cấu duy nhất chuyển động khi phun, giá đỡ này làm nhiệm vụ đặt
khuôn. Do đó khi muốn phun keo vào 1 khn nhất định , người vận hành phải tính
tốn, đặt gốc tọa độ phun thích hợp. Trong 1 số máy phun đơn giản , ví dụ máy phun
khn trịn, giá đỡ sẽ chỉ cần 1 động cơ quay tròn , vòi phun vẫn đứng yên, keo sẽ
được phủ đầy khuôn do lực quán tính. Ở 1 số máy khác, giá đỡ đứng im, đầu phun keo
sẽ chuyển động theo quỹ đạo lập trình trong máy tính để phun keo đầy khn.
Hai loại keo A và B khi ở trong từng bình riêng biệt thì khơng đơng đặc, chúng
được giữ ở những điều kiện nhiệt độ, áp suất nhất định. Hệ thống điều khiển nhiệt độ ,
áp suất này sẽ được trình bày ở phần Khái quát hệ thống điều khiển.
9
Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU
Khi kết hợp với nhau, hỗn hợp keo đông đặc nhanh sau 1- 2 phút nên người vận
hành phải tính tốn sao cho trước khi keo đông đặc, việc phun keo lấp đầy khn phải
hồn thành, đồng thời thân thiết bị lọc gió ( giấy lọc đã được định dạng) phải được đặt
lên khuôn đã đầy keo. Giấy được cố định trên 1 mặt đế, rồi chuyển sang bộ phận sấy
nhằm đảm bảo cho keo lấp đầy khn, với hình dạng chính xác khơng tràn ra ngồi.
Cứ 3 – 4 lần phun, cơ cấu phun lại được làm sạch bằng dung môi rửa
METHYLENE CHLORIDE . Hệ thống xy lanh khí nén sẽ kéo lại, đưa đầu phun đến
trước thùng chất thải chuẩn bị rửa vòi phun. Việc rửa đầu phun được chia 2 cơng đoạn
phun dung mơi và phun khí nén. Dung mơi được phun ra trước dưới lực đẩy của khí
nén để làm sạch lượng keo cịn sót lại trong vịi phun, khí nén sẽ được phun sau đó để
làm sạch dung mơi, chuẩn bị cho lần phun keo tiếp theo.
Vịi phun được rửa sach, hệ thống xylanh khí nén sẽ đưa vịi phun trở lại vị trí
gốc trên giá đỡ để tiếp tục lần phun sau.
Điều khiển nhiệt độ :
Keo loại A và B, khi chưa kết hợp với nhau phải được giữ ở 1 dải nhiệt độ thích
hợp nhằm đảm bảo keo không bị đông, các thành phần không bị biến dạng. Nhiệt độ
trong 2 bình được giữ trong 1 dải nhiệt độ t1 – t2 quanh giá trị mong muốn. Cơ cấu
gồm 2 phần : gia nhiệt bằng can nhiệt và mạch điều khiển rơle, công tắc tơ.
Khi nhiệt độ xuống dưới t1, 1 contactor sẽ tác động làm thiết bị gia nhiệt hoạt
động, đưa nhiệt độ lên , tương tự khi nhiệt độ lớn hơn t2 , 1 công tắc tơ khác tác động,
cắt nguồn vào can nhiệt, nhiệt độ trong bình hạ xuống trong phạm vi dải cho phép.
10
Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU
Hình 2.5. Sơ đồ đơn giản nguyên lý điều khiển nhiệt độ
Bộ điều khiển ĐKNĐ : bộ điều khiển số, tính tốn đưa ra giá trị điều khiển dựa
trên sai lêch giữa nhiệt độ thực và nhiệt độ đặt.
Cơ cấu chấp hành là 1 mạch logic gồm các Rơle và Contactor, nhận tín hiệu từ
bộ điều khiển, đóng cắt mạch điện cấp nguồn thanh đốt.
Thanh đốt là thiết bị gia nhiệt được cấp nguồn 220V.
Giá trị đặt của nhiệt độ được chọn trên bảng điều khiển của bộ điều khiển nhiệt
độ (ĐKNĐ)
Cảm biến nhiệt (RTD): Đo nhiệt độ trong bình, phản hồi về, qua 1 thiết bị
chuyển đổi tín hiệu nhiệt thành tín hiệu áp, đưa đến mạch điều khiển. K là tiếp điểm
của 1 contactor, tiếp điểm K sẽ tác động làm kín mạch hay hở mạch là do 1 mạch
logic khác quy định. Mạch logic này có tác dụng như sau : khi nhiệt độ quá dải nhiệt
cho phép, K mất điện, tiếp điểm K hở, thiết bị gia nhiệt mất điện làm giảm nhiệt độ.
Khi nhiệt độ xuống dưới mức thấp nhất cho phép, K đóng cấp nguồn cho thiết bị gia
nhiệt, nâng nhiệt độ lên mức ổn định. Quá trình này diễn ra liên tục , do cơ cấu giữ
nhiệt của hệ thống như trên nên nhiệt độ trong 2 bình A và B ln thay đổi, tuy nhiên
vẫn đảm bảo nằm trong dải cho phép.
11
Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU
Giá trị đặt và giá trị thực của nhiệt độ được hiển thị trên cùng 1 đồng hồ 2 màn
hình. Việc đặt giá trị mong muốn của nhiệt độ cũng được thực hiện từ bàn điều khiển.
Điều khiển áp suất :
Áp suất của dòng keo trong đường dẫn được hiển thị trên đồng hồ. Áp suất này
phụ thuộc vào tốc độ của động cơ đặt dưới 2 bình. Động cơ đẩy dịng keo có gắn các
cánh quạt ( quạt bánh răng ). Dòng keo được đẩy đi do lực ly tâm, khi quay, mỗi lần
cánh quạt sẽ gia tốc cho 1 lượng keo nhất định, đẩy đến đường dẫn ra. Nguyên lý hoạt
động đơn giản như hình vẽ sau.
Hình 2.6. Ngun lí hoạt động cơ cấu điều khiển áp suất
Trên đường dẫn keo ra, có đặt 1 cảm biến áp đo áp suất của dịng keo chảy ra
khoang trộn.
Tín hiệu từ cảm biến này đưa đến đồng hồ hiển thị. Như đã nói ở trên, áp suất
này phụ thuộc tốc độ động cơ, do đó, để giữ ổn định áp suất, ta điều khiển tốc độ động
cơ. Tốc độ động cơ này không được điều khiển bằng mạch riêng mà do người vận
hành điều chỉnh khi áp suất keo không đạt yêu cầu.
2.5. Đặt vấn đề thiết kế hệ thống điều khiển
Hệ thống phun keo phải hoạt động tốt và linh động.
Hệ thống máy phun keo tự động dùng PLC delta điều khiển cơ cấu chuyển
động để phun keo theo quỹ đạo lập sẵn sử dụng 2 đơng cơ Servo (hình chữ nhật, hình
trịn, hình bo góc trịn).
Quỹ đạo vịi phun chạy phải chính xác khơng sai lệch q lớn phù hợp với yêu
cầu công nghệ.
12
Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU
Thiết kế giao diện điều khiển trên màn hình cảm ứng NB.
Có cài đặt thời gian phun dung môi rửa, thời gian ngắt keo.
Dễ lập trình lại, sửa chữa khi hỏng hóc.
Có cảm biến báo hết keo, hết dung dịch phun rửa.
Sơ đồ tổng quan hệ thống phun keo tự động.
13
Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU
Hình 2.7. Sơ đồ tổng quan hệ thống phun keo tự động
14
Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU
2.6. Yêu cầu công nghệ
Yêu cầu về chất lượng sản phẩm : Sản phẩm làm ra phải thỏa mãn các yêu cầu
chất lượng như hình dạng, độ cứng, độ dẻo, màu sắc của keo.
Yêu kĩ thuật về hoạt động của máy : Vì việc phun keo khơng địi hỏi độ chính
xác cao nhưng đầu phun khi di chuyển phải thỏa mãn trong phạm vi cho phép để cho
keo vẫn lấp đầy khuôn theo đúng hình dạng.
Các yêu cầu về thời gian phun dung mơi rửa, phun keo phải chính xác.
Máy phải hoạt động ổn định, chính xác, cho từng chế độ cài đặt khn.
Phải tính tốn bơm lưu lượng keo A và keo B sao cho trước khi đông đặc việc
hỗn hợp keo lấp đầy khn phải hồn thành.
u cầu về cơng nghệ vận hành : Không được vận hành trong trạng thái máy
bất bình thường. Cơ cấu vận hành phải êm, mượt tránh rung lắc gây ảnh hưởng đến
đường phun keo.
15
Chương 3. Tìm hiểu plc và hệ truyền động servo xoay chiều
Chƣơng 3
TÌM HIỂU VỀ PLC VÀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG SERVO
XOAY CHIỀU
3.1. Giới thiệu chung hệ servo Minas-A của Panasonic
3.1.1. Tìm hiểu chung về động cơ servo
a), Cấu tạo
Động cơ servo về nguyên lý, cấu tạo phần điện – từ thì giống như các loại động
cơ bình thường ( nghĩa là cũng có phần cảm, phần ứng, khe hở từ thơng, cách đấu dây,
.v.v. ) nhưng có sự khác biệt về cấu trúc cơ học, đó là động cơ servo có hình dáng dài,
đường kính trục và rotor nhỏ hơn động cơ thường cùng công suất, moment
Điểm nổi bật của 1 servo motor là tích hợp sẵn cơ cấu feedback vào bên trong
động cơ. Động cơ servo là thiết bị được điều khiển bằng chu trình kín. Từ tín hiệu hồi
tiếp vận tốc/vị trí, hệ thống điều khiển số sẽ điều khiển hoạt động của một động cơ
servo. Với lý do nêu trên nên sensor đo vị trí hoặc tốc độ (encoder hoặc máy phát tốc)
là các bộ phận cần thiết phải tích hợp cho một đơng cơ servo.
1, Motor
2, Electronics Board
3, Positive Power Wire (Red)
4, Signal Wire (Yellow or Whire)
5, Negative or Ground Wire (Black)
6, Potentiometer
7, Output Shaft/Gear
8, Servo Attachment
Horn/Wheel/Arm
9, Servo Case
10, Integrated Control Chip
Hình 3.1. Một động cơ servo R/C kích
thước chuẩn điển hình dùng trong mơ
hình máy bay và xe đua
16
