Đồ án Thiết kế mô hình mô phỏng hệ thống khoan - Doa tự động, đếm sản phẩm điều khiển bằng PLC S7- 300

Lời nói đầu Hiện nay sự tiến bộ khoa học kĩ thuật trên thế giới diễn ra nhanh chóng, với sự ra đời của hàng loạt những sản phẩm mới ứng dụng những tiến bộ ở những nước phát triển. Đặc biệt trong những năm gần đây kĩ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ, có nhiều công nghệ điều khiển mới được ra đời để thay thế cho những công nghệ đ• lỗi thời. Để bắt kịp với tiến bộ khoa học kĩ thuật trên thế giới cũng như đáp ứng yêu cầu CNH_HĐH đất nước thì ngành công nghiệp Việt Nam đang thay đổi nhanh chóng, công nghệ và thiết bị hiện đại đang dần dần được thay thế các công nghệ lạc hậu và thiết bị cũ. Các thiết bị công nghệ tiên tiến với hệ thống điều khiển lập trình PLC, Vi xử lý, điện khí nén, điện tử đang được úng dụng rộng r•i trong công nghiệp như các dây truyền xản xuất nước ngọt, chế biến thức ăn gia xúc, máy điều khiển theo chương trình CNC, các hệ thống đèn giao thông, các hệ thống báo động ..v.v. Trong các trường đại học, cao đẳng và các trường trung học đ• và đang đưa các thiết bị hiện đại có khả năng lập trình được vào giảng dạy. Một trong những loại thiết bị có ứng dụng mạnh mẽ và đảm bảo có độ tin cậy cao là hệ thống điều khiển tự động PLC. Vì những ứng dụng to lớn của lập trình nên chúng em chọn lập trình PLC để điều khiển cho hệ thống khoan – doa tự động. Với đề tài “Thiết kế mô hình mô phỏng hệ thống khoan - doa tự động, đếm sản phẩm điều khiển bằng PLC S7- 300.”. Chúng em đ• vận dụng được những ưu điểm của hệ thống điều khiển này có hiệu quả cao. Sau quá trình học tập rèn luyện và nghiên cứu tại trường chúng em đ• tích luỹ được vốn kiến thức để thực hiện đề tài của mình. Cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Đỗ Tuấn Khanh, cũng như các thầy cô giáo trong khoa Điện_Điện Tử, khoa Cơ Khí và các bạn sinh viên cùng khoá đến nay chúng em đ• hoàn thành đề tài này với nội dung sau: 1. Giới thiệu tổng quan về điều khiển điện-khí nén, cá phần tử điều khiển và chấp hành trong hệ thống điều khiển điện khí nén. 2. Phân tích, lựa chọn động cơ truyền động cho máy khoan - doa. 3. Phân tích lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ động cơ máy khoan, doa. 4. Thiết kế mạch lực và mạch điều khiển cho hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ khoan, doa. Thiết kế mạch lực - Phân tích lựa chọn các phương pháp cung cấp điện cho động cơ doa. - Thiết kế và thuyết minh mạch lực. Thiết kế mạch điều khiển - Phân tích, lựa chọn các phương án điều khiển. - Thiết kế mạch điều khiển cho toàn mạch. 5. Thiết kế mạch điều khiển điện-khí nén cho hệ thống. 6. Thiết kế và chế tạo mô hình. 7. Viết chương trình điều khiển cho toàn hệ thống. Giới thiệu tổng quan và cách sử dụng của khối FB43 trong PLC. Viết chương trình, kết nối và chạy thử với mô hình. 8. Thiết kế và thuyết minh sơ đồ nguyên lý của toàn bộ hệ thống. 9. Quyển thuyết minh và các bản vẽ mô tả đầy đủ nội dung đề tài. Do thời gian nghiên cứu có hạn nên không thể tránh khỏi nhưng sai sót, chúng em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn thêm của các thầy cô cũng như ý kiến đóng góp của các bạn sinh viên để đề tài của chúng em hoàn thiện hơn, đáp ứng đầy đủ những mục tiêu đ• đặt ra. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hưng Yên, ngày 10 tháng 8 năm 2007 Trường đhsp kt hưng yên cộng hòa x• hội chủ nghĩa việt nam Khoa điện - điện tử Độc lập – tự do – hạnh phúc ---------o0o--------- đề tài tốt nghiệp Sinh viên thực hiện : 1. Phạm tuấn anh 2. Phạm Sơn Hải 3. Phạm Tiến Dũng Khóa học : 2003 – 2007 Ngành đào tạo : Kỹ thuật điện Tên đề tài : Thiết kế mô hình mô phỏng hệ thống khoan - doa tự động, đếm sản phẩm điều khiển bằng PLC S7- 300. ? Số liệu cho trước: Một bộ PLC S7300 Các trang thiết bị máy móc tại xuởng thực tập ? Nội dung cần hoàn thành: 1. Giới thiệu tổng quan về điều khiển điện-khí nén, cá phần tử điều khiển và chấp hành trong hệ thống điều khiển điện khí nén. 2. Phân tích, lựa chọn động cơ truyền động cho máy khoan - doa. 3. Phân tích lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ động cơ máy khoan, doa. 4. Thiết kế mạch lực và mạch điều khiển cho hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ khoan, doa. 4.1 Thiết kế mạch lực - Phân tích lựa chọn các phương pháp cung cấp điện cho động cơ doa. - Thiết kế và thuyết minh mạch lực. 4.2 Thiết kế mạch điều khiển - Phân tích, lựa chọn các phương án điều khiển. - Thiết kế mạch điều khiển cho toàn mạch. 5. Thiết kế mạch điều khiển điện-khí nén cho hệ thống. 6. Thiết kế và chế tạo mô hình. 7. Viết chương trình điều khiển cho toàn hệ thống. a. Giới thiệu tổng quan và cách sử dụng của khối FB43 trong PLC. b. Viết chương trình, kết nối và chạy thử với mô hình. 8. Thiết kế và thuyết minh sơ đồ nguyên lý của toàn bộ hệ thống. 9. Quyển thuyết minh và các bản vẽ mô tả đầy đủ nội dung đề tài. Giáo viên hướng dẫn Ngày giao đề tài: 14 - 4 - 2007 1. Đỗ tuấn khanh Ngày hoàn thành: 20 - 8- 2007 Nhận xét của giáo viên hướng dẫn ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... Hưng Yên, ngày 20 tháng 08 năm 2007 Giáo viên hướng dẫn Nhận xét của giáo viên phản biện ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... Hưng Yên, ngày 20 tháng 08 năm 2007 Giáo viên phản biện mục lục Chương I: Giới thiệu tổng quan về điều khiển điện khí nén, các phần tử điều khiển và chấp hành trong hệ thống điều khiển điện_khí nén 3 1.1.Hệ thống điều khiển Điện Khí nén. 3 1.2. Các phần tử tạo tín hiệu. 4 1.2.1. Công tắc 4 1.2.2. Nút ấn. 5 1.2.3. Rơle 5 1.2.4. Công tắc hành trình điện cơ. 8 1.2.5. Công tắc hành trình nam châm. 9 1.2.6. Cảm biến từ. 9 1.2.7. Cảm biến điện dung. 10 1.2.8. Cảm biến quang 11 1.3. Các phần tử điều khiển: 13 1.3.1. Van đảo chiều 13 1.3.2. Van chắn. 18 1.3.3 Van tỷ lệ. 20 1.3.4 Van tiết lưu 21 1.4. Cơ cấu chấp hành. 21 1.4.1. Xylanh 21 1.4.2. Các loại động cơ khí nén. 23 Chương II: Phân tích lựa chọn động cơ truyền động cho máy khoan - doa. 28 2.1 Động cơ xoay chiều: 28 2.2 Động cơ một chiều. 29 Chương III: Phân tích lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ động cơ doa. 32 3.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng 32 3.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông 33 3.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch phần ứng 34 3.4 Kết luận. 35 Chương IV: Thiết kế mạch lực và mạch điều khiển cho hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ máy doa 36 4.1 Thiết kế mạch lực và mạch điều khiển cho hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ máy doa 36 4.1.1 Cơ sở điều khiển tốc độ động cơ 36 4.1.2 Sơ đồ mạch lực và mạch điều khiển 37 4.2 Sơ đồ và nguyên lý điều khiển tốc độ động cơ 38 4.3 Mạch điều khiển động cơ dùng IC L298N 40 4.3.1 Các đặc trưng: 40 4.3.2. Chỉ dẫn sử dụng 45 4.3.3 ứng dụng vi mạch L298N trong đề tài. 48 Chương V: Nguyên lý làm việc của hệ thống 49 5.1 Mô hình toàn cảnh hệ thống. 49 5.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống. 50 Chương VI: Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén cho hệ thống 51 6.1 Sơ đồ hành trình bước. 51 6.2 Thiết kế mạch điện-khí nén. 51 Chương VII: Thiết kế và chế tạo mô hình 52 7.1 Bảng điều khiển: 52 7.2 Mô hình khoan doa 54 Chương VIII: Viết chương trình kết nối phần cứng điều khiển cho toàn hệ thống 57 8.1 Giới thiệu tổng quan và cách sử dụng của khối FB43 trong PLC. 57 8.2 Lưu đồ thuật toán. 60 8.3 Thiết lập cấu hình phần cứng 61 8.4 Bảng symbol 62 8.5 Chương trình điều khiển 62 8.6 Sơ đồ kết nối PLC: 70 8.7 Sơ đồ nguyên lý mạch cách ly và mạch đếm sản phẩm 70 7.8.1 Mạch cách ly 70 7.8.2 mạch mạch đếm sản phẩm 72 Chương IX: Kết luận và kiến nghị 75 9.1 Kết luận 75 9.2 Khuyến