Xem mẫu
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
Nh− ®· ph©n tÝch tõng khèi ë trªn. §Çu tiªn Sensor LM 335 c¶m biÕn
nhiÖt ®é phßng chuyÓn thµnh møc ®iÖn ¸p vµ ®−a vµo ®Çu vµo c¶u m¹ch lÆp.
Sau ®ã nã ®−îc ®−a vµo m¹ch biÕn ®èi chuÈn ho¸ cã ph−¬ng tr×nh
R2
V= . (V2 - V1) = 10. (V2 - V1), víi V1 = 2,93V.
R1
Tõ ®©y m¹ch ®iÖn lu«n cã ®¸p øng ra t−¬ng øng víi ®Çu vµo lµ nhiÖt ®é
m«i tr−êng cÇn ®o. Do ta ®· biÕn ®æi chuÈn ho¸ nªn chØ ®o nhiÖt ®é trong kho¶ng
nhiÖt ®é tõ 20oC ®Õn 50oC t−¬ng øng víi møc ®iÖn ¸p 0V ®Õn 3V. NghÜa lµ cã sù
t−¬ng øng cø 1oC th× øng víi 0,1V tõ ®Çu ra nµy ta ®−a vµo PLC.
L−u ®å thuËt to¸n m« pháng ho¹t ®éng
B¾t ®Çu
T0 > 1100±50C T0 < 1100±50C
T0 = 1100±50C
BËt qu¹t, bËt ®Ìn T¾t qu¹t, bËt ®Ìn
NhiÖt ®é chuÈn
H×nh3.21: S¬ ®å thuËt to¸n m« pháng hÖ thèng lµm m¸t
3.3.2. C¶m biÕn ®o møc [10]
Ng−êi ta gäi møc lµ chiÒu cao ®iÒn ®Çy c¸c chÊt láng hay c¸c h¹t trong
thiÕt bÞ c«ng nghÖ. Møc cña m«i tr−êng lµm viÖc lµ mét tham sè c«ng nghÖ,
th«ng tin vÒ nã dïng ®Ó kiÓm tra chÕ ®é lµm viÖc cña c¸c thiÕt bÞ c«ng nghÖ,
trong mét sè tr−êng hîp dïng ®Ó ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. B»ng phÐp ®o
møc cã thÓ nhËn ®−îc th«ng tin vÒ møc, khèi l−îng chÊt láng chøa trong bÓ.
- 64 -
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
C¸c th«ng tin Analog hoÆc cã thÓ Digital dïng ®Ó ®ãng më van ®−îc sö dông
réng r·i trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn.
Thùc tÕ d©y chuyÒn s¶n xuÊt sö dông hÖ thèng ®o vµ ®iÒu khiÓn møc
thuû tinh b»ng Lazes. Song do yªu cÇu ®iÒu khiÓn m« h×nh nªn em sö dông
c¶m biÕn ®o møc thuû tinh b»ng phao.
Møc thuû tinh C¶m biÕn PLC
C¬ cÊu M¹ch
chÊp hµnh ®éng lùc
H×nh3.22: S¬ ®å khèi cña hÖ thèng
Ho¹t ®éng cña hÖ thèng:
Møc thuû tinh láng ®−îc x¸c ®Þnh th«ng qua c¶m biÕn ®o møc kiÓu
phao chuyÓn thµnh tÝn hiÖu rêi r¹c d−íi d¹ng Digital, tÝn hiÖu ®−îc ®−a tíi ®Çu
vµo cña PLC. T¹i ®©y tÝn hiÖu ®−îc ®äc vµ xö lý ®Ó ®iÒu khiÓn th«ng qua phÇn
mÒm ®iÒu khiÓn vµ c¬ cÊu chÊp hµnh.
B¶ng 3.6: B¶ng tr¹ng th¸i hÖ thèng ®o møc thuû tinh
Tr¹ng th¸i ®èi t−îng C¬ cÊu chÊp hµnh
møc thuû tinh Lo¹i Tr¹ng th¸i
Tr¹ng th¸i ban ®Çu cña hÖ thèng M¸y n¹p phèi liÖu T¾t
H < = 0,7 ± 0,002m M¸y n¹p phèi liÖu Më
H > = 0,7 ± 0,002m M¸y n¹p phèi liÖu T¾t
ThiÕt kÕ
ThiÕt bÞ ®o vµ ®iÒu khiÓn møc thuû tinh láng trong ph¹m vi hÑp nªn
dïng phao h×nh cÇu ®−êng kÝnh 40mm b»ng thÐp kh«ng gØ. Phao næi trªn mÆt
- 65 -
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
chÊt láng vµ qua mét thanh nèi, råi ®−îc nèi víi c«ng t¾c hµnh tr×nh cã mét
tiÕp ®iÓm th−êng më vµ mét tiÕp ®iÓm th−êng ®ãng ®Ó biÕn ®æi thµnh tÝn hiÖu
rêi r¹c ON/OFF
C¬ cÊu chÊp hµnh
- §éng c¬ m¸y n¹p liÖu sö dông nguån nu«i 9DCV
L−u ®å thuËt to¸n m« pháng
B¾t ®Çu
H < 0,7±0,002m
H > 0,7±0,002m
H = 0,7±0,002m
Më m¸y
T¾t m¸y
n¹p liÖu
n¹p liÖu
KÕt thóc
H×nh3.23: S¬ ®å thuËt to¸n m« pháng hÖ thèng n¹p liÖu
3.3.3. C¶m biÕn quang ®iÖn [11]
Mét d©y chuyÒn s¶n xuÊt c«ng nghiÖp sö dông nhiÒu lo¹i c¶m biÕn t¹i nhiÒu
®iÓm kh¸c nhau ®Ó gi¸m s¸t dßng s¶n phÈm. Trong ®ã c¶m biÕn quang ®iÖn th−êng
®−îc l¾p ®Æt ë c¸c d©y chuyÒn lµm nhiÖm vô ph¸t hiÖn, kiÓm tra vµ ®Õm s¶n phÈm
trªn c¸c b¨ng chuyÒn. ë c«ng ®o¹n nµy c¶m biÕn quang ®iÖn ®· chøng tá ®−îc
nh÷ng tÝnh n¨ng −u viÖt cña m×nh.
C¶m biÕn quang ®iÖn thÕ hÖ ®Çu tiªn gåm cã nguån s¸ng vµ g−¬ng ph¶n x¹.
Qua n¨m th¸ng, c¶m biÕn quang ®iÖn næi lªn víi nhiÒu h×nh d¸ng thiÕt kÕ ®Æc biÖt,
mçi lo¹i phôc vô mét c«ng viÖc chuyªn biÖt nhÊt ®Þnh. Ngµy nay mét bé c¶m biÕn
quang ®iÖn tiªu chuÈn ®−îc c¶i tiÕn gåm cã mét cùc ph¸t vµ mét cùc thu riªng biÖt,
mét vµi lo¹i ®−îc trang bÞ c¸p quang kh«ng ph©n nh¸nh vµ bé khuyÕch ®¹i. N¾n
®−îc môc ®Ých cña vÊn ®Ò trªn vµ ®Ó ¸p dông cho viÖc thiÕt kÕ hÖ thèng m« pháng
em ®· tiÕn hµnh t×m hiÓu thiÕt kÕ m¹ch c¶m biÕn quang
- 66 -
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
§èi t−îng
C¶m biÕn PLC
b¨ng kÝnh
C¬ cÊu M¹ch
ChÊp hµnh ®éng lùc
H×nh3.24: S¬ ®å khèi cña hÖ thèng
Ho¹t ®éng cña hÖ thèng:
®èi t−îng c¶m nhËn lµ b¨ng kÝnh ®−îc thu nhËn qua c¶m biÕn (Sensor) quang
d−íi d¹ng ON/OFF vµ ®−îc ®−a tíi cæng nhËp cña PLC. T¹i ®©y tÝn hiÖu ®−îc ®äc
vµ xö lý ®Ó ®iÒu khiÓn vµ t¸c ®éng lªn c¬ cÊu chÊp hµnh
S¬ ®å m¹ch nguyªn lý c¶m biÕn quang ®iÖn
+9VDC
10k
220k
C828
C828
Cds
H×nh 3.25: S¬ ®å m¹ch nguyªn lý c¶m biÕn quang
Chän linh kiÖn
- §iÖn trë
- Tranzitor C828
- TÕ bµo quang ®iÖn Cds
Nguyªn lý ho¹t ®éng
Dùa trªn nguyªn lý ho¹t ®éng cña tÕ bµo quang ®iÖn. Quang ®iÖn trë ho¹t
®éng theo hiÖu øng quang néi, gi¶ sö cã mét tÊm b¸n dÉn ph¼ng cã thÓ tÝch V ®−îc
- 67 -
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
pha t¹p chÊt lo¹i n víi nång ®é donor Nd vµ cã møc n¨ng l−îng Wd. Khi bÞ chiÕu
s¸ng c¸c Photon ion ho¸ nguyªn tö donor vµ gi¶i phãng ®iÖn tö lµm cho ®é dÉn thay
®æi. §é dÉn ®iÖn cña c¶m biÕn quang ®iÖn tö sÏ phô thuéc th«ng l−îng ¸nh s¸ng
chiÕu vµo theo mét hµm phi tuyÕn. Cùc ph¸t bøc x¹ lµ Diode (LED) ph¸t quang. Khi
¸nh s¸ng chiÕu vµo tÕ bµo quang ®iÖn lµm cho T1 ®ãng, T2 më øng víi tiÕp ®iÓm
th−êng ®ãng cña PLC ®−îc më ra ng¾t m¹ch ®iÒu khiÓn. Ng−îc l¹i khi cã vËt thÓ ®i
qua ch¾n chïm s¸ng chiÕu tíi tÕ bµo quang ®iÖn lµm cho T1 më, T2 ®ãng øng víi
tiÕp ®iÓm th−êng ®ãng cña PLC ®−îc ®ãng cung cÊp ngâ ra cho PLC.
3.3.4. R¬le 24VDC
C¸c cæng ra cña PLC lµ c¸c R¬le vµ hÖ thèng ®Ìn LED. R¬le dïng ®Ó ®ãng
m¹ch cung cÊp nguån mét chiÒu cho c¸c ®éng c¬ ®iÖn, r¬le ®−îc sö dông cho thiÕt
bÞ chuyÓn m¹ch cã dßng ®iÖn nhá, thÊp h¬n 10A
H×nh 3.26: S¬ ®å nguyªn lý R¬ le24VDC
3.4. S¬ ®å kÕt nèi cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn
3.4.1. S¬ ®å kÕt nèi PLC víi thiÕt bÞ ngo¹i vi
Sau khi nghiªn cøu phÇn mÒm Step7 - micro/Win 32 vµ chän thiÕt bÞ
®iÒu khiÓn CPU 224 ®Ó ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh th× viÖc lùa chän
c¸c thiÕt bÞ kh¸c ®Ó kÕt nèi víi d©y chuyÒn cÇn ®iÒu khiÓn lµ c«ng viÖc quan
träng. Sö dông c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn quan träng lµ: M¸y tÝnh PC, CPU, c¸p
PC/PPI vµ module më réng. GhÐp nèi m¸y tÝnh PC qua cæng RS232 cÇn cã c¸p
nèi PC/PPI víi bé chuyÓn ®æi RS232/RS485.
- 68 -
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
`
Q0.0 ÷ Q2.7
Modul më réng
Module më réng
RS-232
Modul më réng
RS-485
I0.0 ÷ I0.7
H×nh3.27: S¬ ®å kÕt nèi tæng thÓ
Ngoµi ra trong mét sè d©y chuyÒn s¶n xuÊt lín ng−êi ta kÕt nèi m¸y tÝnh víi
nhiÒu CPU kh¸c nhau vµ kÕt hîp víi nh÷ng phÇn mÒm kh¸c nh− protul… t¹o thµnh
mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn, hay cßn gäi lµ m¹ng ®a chñ. Trong ®ã: TD 200 vµ OP15
lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn, hiÓn thÞ, theo dâi, kiÓm tra vµ l−u tr÷ qu¸ tr×nh s¶n
xuÊt.
H×nh 3.28: HÖ thèng ®iÒu khiÓn trong c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt
3.4.2. ThiÕt kÕ m« h×nh d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh
- 69 -
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
M« h×nh thiÕt kÕ (H×nh 3.29 vµ h×nh 3.30)
S¬ ®å nèi d©y cña hÖ thèng (H×nh 3.31, 3.32, 3.33)
H×nh 3.29: M« h×nh d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh
Nguyªn lý lµm viÖc
- 70 -
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
Nh×n trªn h×nh vÏ ta thÊy r»ng nguån cung cÊp cho PLC lµ 220V, ®Çu
vµo, ®Çu ra ®iÖn ¸p 24DCV. M« h×nh d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh chóng t«i thiÕt
kÕ cã 10 ®Çu vµo, gåm cã tÝn hiÖu khëi ®éng, dõng hÖ thèng vµ ®Æc biÖt lµ tÝn
hiÖu tõ c¸c c¶m biÕn nhiÖt, c¶m biÕn quang. M« h×nh d©y chuyÒn s¶n xuÊt
kÝnh cã 21 ®Çu ra, c¸c ®Çu ra chóng t«i dïng hÖ thèng c¸c motor mét chiÒu vµ
c¸c ®Ìn Led ®Ó thÓ hiÖn th«ng qua c¸c r¬ le 24DCV øng víi c¸c nguån cung
cÊp riªng. Chi tiÕt h¬n vÒ qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn ®−îc chóng t«i tr×nh bµy trong
môc yªu cÇu tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn.
module më réng mµ chóng t«i nghiªn cøu vµ sö dông trong ®Ò tµi lµ
EM231, nguån cung cÊp lµ 24DCV. §Çu vµo cã thÓ lµ d¹ng tÝn hiÖu t−¬ng tù
Analog kiÓu ¸p hoÆc dßng hay d¹ng tÝn hiÖu sè Digital. TÝn hiÖu c¶m biÕn
nhiÖt mµ chóng t«i sö dông trong m« h×nh thiÕt kÕ lµ AIW0 ®Çu vµo Analog
d¹ng ®iÖn ¸p, nªn 2 ®Çu vµo ®−îc ®−a vµo A+ vµ A- . Nh− ®· ph©n tÝch trªn
phÇn thiÕt kÕ c¶m biÕn nhiÖt, nhiÖt ®é ®Þnh møc lµ 500C, nhiÖt ®é trong kho¶ng
tõ 20oC ®Õn 50oC t−¬ng øng víi møc ®iÖn ¸p 0V ®Õn 3V. NghÜa lµ cã sù t−¬ng
øng cø 1oC th× øng víi 0,1V, tõ ®Çu ra nµy ta ®−a vµo PLC.
3.5. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn
Tõ viÖc nghiªn cøu d©y chuyÒn c«ng nghÖ, x©y dùng s¬ ®å thuËt to¸n ë
ch−¬ng 2. Chóng t«i tiÕn hµnh viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.
3.5.1. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho lß nung thuû tinh
§Ó thuËn tiÖn cho viÖc viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn chóng t«i sö dông c¸c
ký hiÖu cho c¸c phÇn tö vµ ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo / ra.
B¶ng 3.7: Ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo/ra cho lß nung thuû tinh
- 71 -
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
Ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo
KÝ hiÖu §Þa chØ PhÇn tö
Start I 0.0 Nót khëi ®éng hÖ thèng
Stop I0.1 Nót dõng hÖ thèng
S1 AIW0 C¶m biÕn nhiÖt ®é
S2 I 0.2 ThiÕt bÞ ®o møc thuû tinh
Ph©n c«ng tÝn hiÖu ra
KÝ hiÖu §Þa chØ PhÇn tö
L§1 Q 0.0 - HÖ thèng n¹p phèi liÖu
L§2 Q 0.1 - HÖ thèng cÊp nhiÖt bªn ph¶i lß nung
M1 Q 0.2 - HÖ thèng cÊp nhiÖt bªn tr¸i lß nung
M2 Q 0.3 - HÖ thèng qu¹t giã lµm m¸t
Tõ viÖc nghiªn cøu s¬ ®å c«ng nghÖ, ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo ra vµ m« pháng
qu¸ tr×nh chóng t«i viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho lß nÊu thuû tinh. Ch−¬ng tr×nh
®−îc viÕt trªn phÇn mÒm Step7.Micro/Win32.
Ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt d−íi d¹ng Ladder logic:
- 72 -
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
nguon tai.lieu . vn
