Đề tài Trang bị điện – điện tử dây chuyền sơ chế tôn công ty công nghiệp tàu thuỷ Bến Kiền, đi sâu nghiên cứu công đoạn phun sơn

ợc sấy, làm sạch, sơn, sấy khô trong buồng kín không có bụi, mùi sơn ra ngoài đảm bảo an toàn, vệ sinh môi trường và chất lượng theo tiêu chuẩn của châu Âu. Dây chuyền được lắp đặt tại khu vực gần cầu tàu 20.000 tấn và phân xưởng vỏ 3 (là phân xưởng mới, hiện đại, lớn nhất nhà máy), diện tích lắp đặt khoảng 400 , công suất tiêu thụ là 200KVA và được cung cấp điện từ trạm biến áp 12 (công suất trạm T12-M = 2 x 1000KVA). Dây chuyền sơ chế tôn có vai trò quan trọng trong nhà máy mà cụ thể là khối vỏ tàu. Thép tấm nhập về qua dây chuyền được cung cấp đến các phân xưởng vỏ. Trong các phân xưởng vỏ, thép tấm được cắt, uốn, ép và sau đó được hàn, ghép thành các bộ phận khác nhau của con tàu theo các bản vẽ được thiết kế trước. Các bộ phận này được các cần cẩu đưa vào các vị trí gá lắp trên đà tàu. Sau đó, chúng được hàn lại và hình thành nên hình dáng của vỏ tàu. 8 Xe tải Cần cẩu Hình 2.1: Sơ đồ công đoạn thiết kế vỏ tàu. Thép tấm Nhà sơ chế tôn PX vỏ 1 PX vỏ 2 PX vỏ 3 PX vỏ 4 Bản lắp các phần của con tàu Định hình vỏ tàu trên tàu 9 Hệ thống súng phun sơn Hệ thống lọc bụi Băng tải Chiều tiến của thép son Lò sấy khô Băng tải mỏng Buồng sơn khô Hệ thống chứa sơn Máy phun hạt mài Lò sấy tôn Buồng điều khiển Băng tải Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc bố trí thiết bị trong dây chuyền sơ chế tôn 10 Làm sạch bằng gió Làm sạch bằng gió Hình 2.3: Chu trình tạo thép thành phẩm. Thép tấm Máy cán tạo phẳng Sấy thép Làm sạch bằng hạt thép Phun sơn Sấy khô sơn Thép thành phẩm 11 2.1.3. Trình bày công nghệ dây chuyền. Dây chuyền sơ chế tôn bao gồm nhiều công đoạn nối tiếp nhau trên suốt hệ thống băng tải trải dài. Theo chu trình của thép, dây chuyền có 5 công đoạn chính. 2.1.3.1. Công đoạn là thẳng thép. Là hệ thống máy ép phẳng đặt tại phía đầu của băng tải vào. Máy ép phẳng có tác dụng là phẳng thép tấm cong vênh. Nếu thép tấm đã phẳng thì có thể không cần đưa qua máy ép phẳng. 2.1.3.2. Công đoạn sấy thép và sấy khô sơn. Đây là một lò nhiệt có khả năng điều chỉnh được nhiệt nung nóng thép. Khí nóng được lưu thông theo một vòng khép kín và có điều khiển bù nhiệt. Nhiệt độ được đảm bảo không thay đổi trong mọi thời điểm. Khí nóng được lưu thông nhờ sử dụng 2 quạt ly tâm. Nhiệt độ được đo nhờ cảm biến. Nhiệt độ được tăng giảm do điều chỉnh máy phát nhiệt, độ mở tấm chặn và quạt xả nhiệt. Nhiệt độ làm việc của buồng sấy thép: thấp hơn 3000C. Nhiệt độ làm việc của buồng sấy khô sơn: 800C. Thời gian xử lý: 1 đến 8 phút. Tác dụng công đoạn sấy thép: thép tấm bị han rỉ, bụi bẩn, ẩm ướt dẫn đến tính chất bề mặt thay đổi. Việc làm nóng thép trước khi làm sạch để phục hồi tính đàn hồi, đồng đều vật liệu, làm cho quá trình làm sạch đạt hiệu quả cao. Tác dụng công đoạn sấy khô sơn: làm khô lớp sơn bề mặt. 2.1.3.3. Công đoạn làm sạch thép. Là hệ thống phun hạt thép, bao gồm các bộ phận: * Bánh phổi: là buồng kín trang bị 8 súng phun và được cấp hạt thép từ 8 van nhiên liệu. 8 súng phun này được bố trí đều trên 2 mặt: mặt trên và dưới của bánh phổi. Chúng tạo ra góc bắn khác nhau của luồng hạt thép tới 2 mặt. Phía dưới đáy của bánh phổi là hệ thống thu gom hạt thép. 12 * Silô chứa và tách hạt thép: Bộ tách, tách những vật liệu như đất từ môi trường mài và những tạp chất sinh ra. Qua mỗi chu kỳ, hạt thép được làm sạch để đến buồng phun. Ngoài ra còn có các bộ phận: phễu cung cấp tự động, van cấp liệu, băng gầu, trục cuộn cấp liệu, màng chắn cao su, các con lăn. 2.1.3.4. Công đoạn phun sơn. Áp dụng công nghệ sơn dầu tự động. Bao gồm các bộ phận: - Hệ thống cảm biến quang: Hàng cảm biến quang: cấu tạo gồm 20 cảm biến quang, đặt treo trên thanh đỡ chắn ngang băng tải, chúng có tác dụng nhận dạng kích thước chiều rộng của thép. Một cảm biến quang đo chiều cao của thép, chúng được đặt cạnh băng tải. - Hệ thống phun sơn: tín hiệu đo chiều rộng của hàng cảm biến quang được đưa về để xác định quãng đường chuyển động của hệ súng. Chu trình hệ súng chuyển động cắt ngang theo chiều tiến của thép được điều khiển nhờ bộ PLC kết hợp với thuỷ khí. Hệ súng gồm: - Hai giá súng để sơn mặt trên và mặt dưói của thép, mỗi giá có 3 súng phun. - Hệ thống nâng súng: tín hiệu đo chiều cao của cảm 250mm. Súng được nâng lên hạ xuống nhờ xilanh khí. 2.2. th«ng sè kü thuËt cña d©y chuyÒn - Thông số chung: Loại máy: LAMIVER 3,2/8TP1EM/20. Số sêri: 5192. Năm lắp đặt: 2007. Tiêu chuẩn UERO. 13 2.2.1. Thông số kỹ thuật và hiệu quả của máy Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của máy. Số lượng bánh xe bắn hạt thép và loại N.8 TPIE Đường kính ngoài của bánh xe 360 Mm Tốc độ quay của bánh xe 2.900 Vòng/phút Công suất phun hạt bi thép 1.600 Kg/min Chiều rộng hiệu dụng của phôi 3.200 Mm Chiều cao hiệu dụng của phôi thép 400 Mm Khoảng cách giữa các con lăn 650 Mm Công suất hệ thống lọc bụi 30.000 M3/h Số lượng hạt bi thép ban đầu 9.000 Kg Vận tốc hạt thép 76 m/s 14 2.2.2. Danh sách thiết bị của máy phun làm sạch và thiết bị phụ trợ Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của máy phun bi. Tên thiết bị Nhãn hiệu và yêu cầu kỹ thuật Lớp phủ chống ăn mòn trong buồng phun Thép chống ăn mòn Các tấm nhăn mềm tại cửa vào và cửa ra Cao su chống ăn mòn Bánh phun li tâm Thép chống ăn mòn Van cấp hạt thép VAT – A, UGU01A Vít tải Dẫn động bằng động cơ Bonfihlioli W86 U 30 P 100 B5 B3, công suất 2,2,KW Băng tải ngầu Dẫn động bằng động cơ Bonfihlioli W110 u 30 P 112 B5 B3 L0, công suất 4KW Các con lăn tải bên trong máy Dẫn động: động cơ hộp số Bonfihlioli C703 P 150, 3 P90 B3 L0, công suất: 1,5KW, tốc độ 9,4 rpm Xích tải Vòng bi đỡ UCF210 Chổi quay Dẫn động bằng động cơ Bonfihlioli C612 UFA 19,6 S3 B5, công suất 4KW Quạt thổi Dẫn động bằng động cơ Soven 160M, công suất 11KW Hệ thống khí nén dẫn động các thiết bị của máy làm sạch Bằng hệ thống van điện khí 15 2.2.3. Hệ thống buồng sấy tôn. Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật của buồng sấy tôn. Chiều rộng buồng 3.800 Mm Chiều dài 4.000 Mm Chiều cao 2.300 Mm Nhiệt độ là nóng trước của thép tấm 40 oC Công suất nhiệt 500.000 Kcal/h (có thể hiệu chỉnh) Lưu lượng khí luân chuyển 5.000 M3/h Nhiệt độ lớn nhất 300 oC Độ ồn <78 dB Nhiên liệu Khí TA Tiêu thụ nhiên liệu khí TA 56 M3/h Thiết bị: - 01 đầu đốt ga RS70 LP t.c. - 01 quạt hút ly tâm LM39, 6000m3/h, công suất mô tơ điện 7,5kW. - 02 quạt tuần hoàn khí PRR635/S, 20.000 m3/h, công suất mô tơ điện 7,5 kW. 16 2.2.4. Buồng làm sạch. Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật buồng làm sạch. Vật liệu sẽ được làm sạch Thép tấm Rộng 1.500 3.200 Dài 6.000 12.000 Độ dày 4 1.000 Thép hình Rộng 60 1.000 Dài 6.000 12.000 Độ dày 8 400 Mm Tải trọng tối đa của con lăn 1.000 Kg Tiêu chuẩn bề mặt phôi đặt vào Khô, không mỡ, ISO 8501-1-A, BASA 2,5-ISO 8502-1 Tốc độ vận chuyển a/ Thép tấm 0,5 5 b/ Thép hình lớn 0,5 3 c/ Tép hình nhỏ 0,5 4 m/min Độ dày lớp sơn 10 40 Micron 17 2.2.5. Buồng phun sơn tự động. Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật buồng phun sơn tự động. Kích thước Rộng 6.900 Dài 5.000 Cao 3.450 Mm Công suất 01 mô tơ chạy quạt 7,5 kW 02 xe chuyển động tịnh tiến mang 1,1 kW Tốc độ 30 70 m/min Đèn chiếu sáng 464 W Lưu lượng khí 18.000 M3/h Hiệu ứng nhỏ nhất của hệ thống lọc bụi 90 % Độ ồn <78 dB (A) Chiều dày lớp sơn lót 10 40 Micron Số vòi phun 06 Vòi Thiết bị: - Khung buồng sơn. - Chiếu sáng - 01 thiết bị : 01 quạt ly tâm PRR635S, 20.000 m3/h, công suất 7,5 kW. - 01 thiết bị lọc. - Ống thoát khí. - Thiết bị điện. - Xe mang súng phun với mô tơ dẫn động SITI – I 60V công suất 1,1 kW. - Hệ thống dây sơn, súng phun sơn Graco. 18 - Hệ thống điều khiển tự động. 2.2.6. Buồng làm khô. Bảng 2.6: Thông số kỹ thuật buồng sấy khô. Kích thước Rộng 4.000 Dài 10.000 Cao 2.340 Mm Công suất lắp đặt điện 5,5 kW Công suất nhiệt 300.000 Kcal/h Lưu lượng khí tuần hoàn 20.000 M3/h Lưu lượng khí hút 2.000 M3/h Nhiệt độ tối đa 70 oC Độ ồn <70 dB Áp suất khí ga Methane 9.000 Kcal/Nm3 Thiết bị: - 01 đầu đốt ga RS28 LP t.c. - 01 quạt hút ly tâm PRR476, 6000 m3/h, công suất mô tơ điện 2,2 kW. - 02 quạt tuần hoàn kín PRR635/S EVO, 20.000 m3/h, công suất mô tơ điện 7,5 kW. 2.2.7. Hệ thống vận chuyển thép tấm và thép hình. Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật hệ thống vận chuyển. Chiều rộng bàn 3.200 Mm Trọng lượng tấm thép nặng nhất 8.500 Kg Khả năng chịu lực 1.000 Kg/ m Độ cao làm việc 800 1.000 Mm Tốc độ làm việc 0,5 2,2 m/min Tốc độ vận chuyển 0,5 5 m/min 19 Thiết bị: - 01 hệ thống băng tải con lăn cấp phôi – chiều dài 25m dẫn động bằng mô tơ và được sản xuất tại Việt Nam theo thiết kế của hang Carlo Banfi – dẫn động bằng động cơ Bonfiglioli C703, 3 P90 B3 l0, công suất 1,5 kW. - 01 hệ thống băng tải giữa thiết bị phun – làm sạch và buồng sơn dài 7,75m đã bao gồm trong dây chuyền – dẫn động bằng động cơ Bonfiglioli C703 P 150, 3 P90 B3 L0, công suất 1,5 kW. - 01 băng tải tấm – tổng chiều dài là 15m đã bao gồm trong dây chuyền – dẫn động bằng động cơ Bonfiglioli C513 P, công suất 1,5 kW. - 01 băng tải tháo phôi thép – tổng chiều dài 16m và được sản xuất tại Việt Nam theo thiết kế của Carlo Banfi - dẫn động bằng động cơ Bonfiglioli C703 P 150, 3 P90 B3 L0, công suất 1,5 kW. 2.2.8. Hệ thống thu hồi bụi. Thiết bị: - Động cơ dẫn động vít tải cho hệ thống lọc bụi: Bonfiglioli W63 U 100 P71 B5 B8, công suất 0,25 kW. - Quạt hút bụi loại Soven 180L, công suất 22 kW. - Quạt thổi loại Soven 160M, công suất 11 kW. 2.2.8.1. Thông số kỹ thuật của các động cơ Bảng 2.8: Thông số kỹ thuật của các động cơ. Chức năng Số lượng Nhãn máy Kích thước khung Số cực Công suất đm Kiểu và cấp bảo vệ Động cơ phun bàn 8 Sovem 160M 2 15KW IMB5- IP55 Động cơ 2 Sovem 160M 2 11KW IMB5- 20 quạt gió IP55 Điện áp nguồn 400/690V - 50Hz Động cơ lọc bụi 1 Sovem 180L 4 22KW IMB5- IP55 Điện áp nguồn 400/690V – 50Hz – Khởi động sao/Tam giác Quạt hút xả buồng đốt 1 Sovem 100L 4 2.2 kW IMB3 Quạt lưu thông không khí cho buồng đốt 2 Sovem 132M 4 7.5 kW IMB3 Quạt thổi khô sơn cả hai mặt thép tấm 1 Sovem 132M 4 7.5 kW IMB3 Quạt hút xả buống sấy khô 1 Sovem 100L 4 2.2 kW IMB3 Quạt lưu thông không khi của buồng sấy khô 2 Sovem 132M 4 7.5 kW IMB3 21 Điện áp nguồn 230/400 – 50Hz Bảng 2.9: Thông số kỹ thuật của các động cơ có bánh răng Chức năng Số lượng Nhãn máy / kiểu bánh răng & động cơ Công suất đm Chú thích Động cơ quay băng tải trục vít dọc 2 Bonfiglioli – W86 U 30 P100 B5 B3 Guồng xoắn được ăn khớp với trục động cơ - Độ bền dầu bôi trơn, dầu tổng hợp dài - Không có sự bảo dưỡng nào 0.22kW Trục rỗng Φ35 Động cơ cuộn băng nâng 1 Bonfiglioli – W110 U 30 P112 B5 B3 L0 Guồng xoắn được ăn khớp với trục động cơ - Dầu bôi trơn, dầu tổng hợp “Shell tivela” - Độ nhớt theo tiêu chuẩn VG 460/680 - Lượng dầu bôi trơn 1.5 Lt 4kW Trục rỗng Φ42 Động cơ quay băng cuộn cung cấp hạt mài cho Silo 1 Bonfiglioli – W110 U 30 P112 B5 B3 L0 Guồng xoắn được ăn khớp với trục động cơ - Dầu bôi trơn, dầu tổng hợp “Shell tivela” - Độ nhớt theo tiêu chuẩn 4kW Trục rỗng Φ42 22 VG 460/680 - Lượng dầu bôi trơn 1.5 Lt Băng nâng 1 Bonfiglioli – F603 H 60 19.1 P132 H2 L0 Cần song song – Thiết lập trục động cơ ăn khớp với guồng xoắn - Dầu bôi trơn, dầu tổng hợp “Shell tivela” - Độ nhớt theo tiêu chuẩn VG 220 - Lượng dầu bôi trơn 10 Lt 7.5kW Trục rỗng Φ42 Động cơ điều khiển quay bánh đà của quạt gió 1 Bonfiglioli –C703 P 150.3 P90 B3 L0 Guồng xoắn được ăn khớp với trục động cơ - Dầu bôi trơn, dầu tổng hợp “Shell tivela” - Độ nhớt theo tiêu chuẩn VG 220 - Lượng dầu bôi trơn 6.5 Lt Động cơ điều khiển quay bàn trải tròn 1 Bonfiglioli –C612UFA 19.6 S3 B5 Trục động cơ ăn khớp với bánh răng xoắn - Dầu bôi trơn, dầu tổng hợp “Shell tivela” - Độ nhớt theo tiêu chuẩn 4kW Bản cánh 300 x 365 x 230 23 VG 220 - Lượng dầu bôi trơn 4.2 Lt Động cơ điều khiển nâng bàn chải tròn 1 Bonfiglioli –A704 UR 238.6 S3 VA L0 Bánh răng xoắn – hình côn ăn khớp với trục động cơ - Dầu bôi trơn, dầu tổng hợp “Shell tivela” - Độ nhớt theo tiêu chuẩn VG 220 - Lượng dầu bôi trơn 23 Lt 3kW Phanh động cơ Lực xoắn phanh 40Nm Động cơ quay băng tải trục vít của ống lọc bụi 1 Bonfiglioli –W63 U 100 P71 B5 B8 Guồng xoắn được ăn khớp với trục động cơ - Độ bền dầu bôi trơn, dầu tổng hợp dài - Không có sự bảo dưỡng nào 0.25kW Trục rỗng Φ25 Động cơ cuộn phục hồi của những băng tải cuộn 4 Bonfiglioli –W75 U 25 – 30 P80 B5 Guồng xoắn được ăn khớp với trục động cơ - Độ bền dầu bôi trơn, dầu tổng hợp dài - Không có sự bảo dưỡng 0.75kW Trục rỗng Φ30 24 nào Động cơ điều khiển quay băng tải cuộn 4 Bonfiglioli –C612UFA 19.6 S3 B5 Trục động cơ ăn khớp với bánh răng xoắn - Dầu bôi trơn, dầu tổng hợp “Shell tivela” - Độ nhớt theo tiêu chuẩn VG 220 - Lượng dầu bôi trơn 6.5 Lt 1.5kW 9.4 Vòng/ phút Động cơ điều khiển hệ thống phun sơn 1 SITI – I 60V – kích thước mô tơ 80 – 2 cực Guồng xoắn được ăn khớp với trục động cơ - Độ bền dầu bôi trơn, dầu tổng hợp dài - Không có sự bảo dưỡng nào 1.1kW 1:30 độ Động cơ truyền động cho băng tải nhỏ 1 Bonfiglioli – C513 P Trục động cơ ăn khớp với bánh răng xoắn - Dầu bôi trơn, dầu tổng hợp “Shell tivela” - Độ nhớt theo tiêu chuẩn VG 220 - Lượng dầu bôi trơn 3 Lt 0.55kW 1:93 độ 8.1 vòng/ phút Điện áp nguồn 230/400v – 50Hz 25 2.3. nguyªn lý ho¹t ®éng d©y chuyÒn s¬ chÕ t«n. 2.3.1. Hệ thống điều khiển. Hình 2.4: Sơ đồ tủ điều khiển dây chuyền sơ chế tôn. DOOR 1 DOOR 2 DOOR 3 DOOR 4 V A A A A A A A A A A OR 1 DO R 2 D OR 3 D OR 4 26 M 1 M 1 M 2 M 3 X 1 X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7 80 x8 0 80 x8 02 5x 80 40 x8 0 10 0x 80 80 x8 0 80 x8 0 10 0x 80 10 0x 80 10 0x 80 10 0x 80 10 0x 80 10 0x 80 10 0x 80 80 x8 0 R U L L IN G 1 26 K M 1 R U L L IN G 2 R U L L I S A B B R U L L IU SC IT A SA B B R E C IP 26 K M 2 26 K M 3 26 K M 4 26 K M 52 6K M 6 26 K M 7 50KA1 50KA2 51KA1 51KA2 51KA4 51KA5 51KA6 51KA7 51KA8 52KA1 52KA2 52KA3 52KA4 52KA5 52KA6 52KA7 53KA1 53KA2 54KA1 54KA2 54KA3 54KA4 54KA5 54KA6 P L C 100x80 27KM4 27KM5 27KM6 5RF1 27KM7 27KM8 27KM9 5RF2 28KM1 28KM2 28KM3 6RF1 100x80 100x80 100x80 80x80 28KM4 28KM5 28KM6 6RF1 28KM7 28KM8 28KM9 7RF1 29KM1 29KM2 29KM3 7RF2 29KM4 29KM5 29KM6 8RF1 29KM7 29KM8 29KM9 8RF2 20KA1 20KA2 21KA1 5T A 1 5T A 2 6T A 1 6T A 2 7T A 1 7T A 2 8T A 1 8T A 2 53 K A 15 3K A 2 27 K M 1 27 K M 2 27 K M 3 3F R 1 3T A 1 53 K M 3 5 3K M 4 9F R 1 53 K M 5 53 K M 6 10 FR 1 A SP 3Q U 1 M 1 M 1 2T A 12Q F1 2T 1 25 x8 0 2F U 1 2F U 2 100x80 54KM1 20QF1 54KM2 20QF2 SOFF1 9FU1 SOFF1 9FU2 23 K M 1 21QF2 21QF1 23KA2 10FU1 5QU1 5QU2 6QU1 6QU2 7QU1 7QU2 8QU1 8QU2 50KA1 3QF1 50KA2 4QF1 50KA3 4QF2 50KA7 4QF6 52KA1 9QF1 9QF2 55KM1 18QF1 LAMP 2QU1 50KA4 4QF3 50KA5 4QF4 11QU1 12QU1 13QU1 14QU1 15QU1 16QU1 17QU1 55KM2 18QF2 55KM3 18QF3 55KM4 18QF4 55KM 19QF1 55KM6 19QF2 55KM7 19QF3 22QU1 22FU1 60x80 22FU1 22 T 1 22FU3 22FU4 22FU5 22FU6 23 K A 1 23KA2 48KA1 23KA3 24KA1 24KA2 25 K A 1 25 K A 2 22 FU 1 22 G D 1 T R A SP L A N E R U L L I SC R A IC O RECIPROCATION 25 E M 1 PT 100 PT 100 Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thiết bị điện của tủ điều khiển. 27 2.3.2. Trình bày cấu trúc. Trong tủ điều khiển, hệ thống thiết bị điện của từng công đoạn được bố trí lần lượt từ cửa 1 đến cửa 4. - Trong cửa 1 bố trí hệ thống cấp nguồn chính 400V 3F.N 50Hz và thiết bị của công đoạn sấy tôn. - Trong cửa 2 bố trí thiết bị của công đoạn làm sạch thép. - Trong cửa 3 bố trí thiết bị của công đoạn sấy khô và hệ thống con lăn trong dây chuyền. Có 6 hệ thống con lăn, mỗi con lăn được truyền động bởi một động cơ và có điều chỉnh bằng bộ biến tần. Mục đích là để ổn định và đồng bộ tốc độ toàn dây chuyền. Riêng biến tần thứ 7 để điều khiển động cơ xe con trong công đoạn phun sơn. Các biến tần này đều được nối mạng để truyền thông cùng với PLC. - Trong cửa 4 bố trí hệ thống cấp nguồn một chiều 24V, các rơle điều khiển và hệ thống điều khiển PLC. Bên ngoài cửa tủ có đặt đồng hồ chỉ báo điện áp, dòng điện, các nút ấn bằng tay để điều khiển từ xa và màn hình giám sát hoạt động hệ thống. 2.3.3. Mạch cấp nguồn động lực và điều khiển 28 2 FU 1 2 T1 4 0 0 V 1 1 5 V 6 3 V A 2 S A 1 2 S 1 2 S 2 2 S 3 2 S 4 2 S 5 2 K A 1 2 H L1 2 FU 2 N L3 L 2 2 Q U 1 4 A 2 TA 1 6 0 0 /5 2 PA 1 A 2 S V 1 2 S 6 2 S 5 2 S 7 2 S 8 2 H L3 2 H L2 2 H L4 2 H L5 N 1 L3 .1 L2 .1 L1 .1 L1 400V 50Hz 3F.N V 2 Q F1 Hình 2.6: Sơ đồ mạch cấp nguồn động lực cho dây chuyền sơ chế tôn. 29 2 2 F U 1 2 2 T 1 4 0 0 V 1 1 5 V 7 0 0 V A 2 5 K A 1 2 5 K A 2 2 2 K A 1 A U X 1 1 5 V A C D C 2 2 G D 1 1 0 A 2 2 Q U 1 2 2 F U 2 + 2 4 V 2 3 K A 1 2 F U 3 2 A 2 2 F U 4 2 A 2 2 F U 5 2 A C P U E T 2 0 0 IN P U T IN P U T C A S S > A T I O U T P U T 2 2 F U 6 4 A 400V 50Hz 3F T ? s ? a Hình 2.7: Sơ đồ cấp nguồn điều khiển cho dây chuyền sơ chế tôn. 2FU1 2T1 400V 115V 63VA 2SA1 2S1 2S2 2S3 2S4 2S5 2KA1 2HL1 2FU2 N L3 L2 2QU1 4A 2TA1 600/5 2PA1 A 2SV1 2S6 5 2S7 2S8 2HL3 2HL2 2HL4 2HL5 N1 L3.1 L2.1 L1.1 V 30 2.3.3.1. Trình bày các phần tử trong sơ đồ mạch. 2QF1: Aptomat tổng của toàn bộ hệ thống . 2TA1: Máy biến dòng . 2PA1: Ampemet đo dòng điện tổng. 2QU1: Cầu dao 3 pha với cầu chì cấp nguồn và bảo vệ ngắn mạch cho hệ thống đèn chiếu sáng tủ điều khiển. 2HL2, 2HL3, 2HL4, 2HL5: Đèn tủ điều khiển. 2SV1: Bộ đo điện áp pha: L1-N, L2-N,L3-N. 2PV1: Volmet đo điện áp tổng. 2FU1, 2FU2: Cầu chì bảo vệ. 2T1: Máy biến áp 400/115V (63V)..... 2SA1: Cần điều khiển cấp nguồn cho hệ thống. 2KA1: Cuộn điều khiển của aptomat tổng. 22FU1,22FU2, 22FU3, 22FU4, 22FU5, 22FU6: Cầu chì bảo vệ. 22T1: Máy biến áp 400V/115V (700VA) cấp nguồn điều khiển cho hệ thống phun hạt thép . 22QU1: Cầu dao 3 pha với cầu chì cấp nguồn và bảo vệ cho hệ thống tín hiệu điều khiển. 22GD1: Bộ chỉnh lưu 3 pha 400V( AC)/24V(DC). 22KA1: Rơle trung gian cấp nguồn cho khối E125. 2.3.3.2. Hoạt động . Xoay cần điều khiển 2SA1 đến vị trí ON, cuộn hút 2KA1 có điện áp làm cho aptomat tổng 2QF1 đóng lại ( 2SA1 về vị trí OFF) cấp nguồn 400V 50Hz 3 F.N cho dây chuyền. Các tiếp điểm 2S1, 2S2, 2S3, 2S4, 2S9 có tác dụng ngắt nguồn khi có các tác động nguy hiểm đến tủ điều khiển. Các tiếp điểm 2S5, 2S6, 2S7, 2S8 có tác dụng bật đèn khi cửa tủ điều khiển mở ra. L1 400V 50Hz 3F.N 31 Các tiếp điểm 25KA1, 25KA2 có tác dụng ngắt sự cố nguy hiểm của buồng phun hạt mài. Rơle trung gian 22KA1 cấp tín hiệu báo cáo có cấp nguồn điều khiển đến hệ thống phun hạt mài cho PLC biết. Khi cầu dao 22QU1 đóng lại, điện áp 3 pha qua bộ chỉnh lưu 22GD1 biến thành nguồn một chiều 24V. Khi nhấn nút khởi động hệ thống phun hạt mài thì tiếp điểm 23KA1 đóng lại cấp nguồn một nguồn cho toàn dây chuyền. 2.3.4. Hệ thống thiết bị PLC trong hệ thống điều khiển. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 A5 A8 A5 A6 SM 32 2 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 A5 A8 A5 A6 SM 32 2 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 A5 A8 A5 A6 SM 32 1 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 A5 A8 A5 A6 SM 32 1 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 E1 24 A1 24 E1 25 A1 25 D1 16 /D 01 6- DC 24 V 0 1 2 3 4 5 6 7 D1 0X DC 24 V AI S/ AD 2 1 FR CE RU N ST OP 0 D C5 V 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 A8 A1 0 A9 A1 1 SM 32 2 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 E1 2 E1 4 E1 3 E1 5 SM 32 1 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 E8 E1 0 E9 E1 1 SM 32 1 IM 15 3 6S E7 1 53 IA A0 3 CP 34 0 24 V MO DE M ADAPTER 9 PI N M 9P IN F 9 PI N M 9 PI N F 9 PI N M YF 1 70 C OL OR 6A V6 5 45 O BC 15 2A X0 RS 42 2/ 48 5 6S E7 34 0 IC H0 0 MI CR O ME MO RY C AR D 6S E7 9 53 -8 LG 11 -0 AA 0 E1 26 3 8 3 8 3 8 3 3 8 8 RS 23 2 0V Hình 2.8: Hệ thống thiết bị PLC trong hệ thống điều khiển. 32 Chương 3. c«ng ®o¹n phun s¬n trong d©y chuyÒn s¬ chÕ t«n carlo banfi. 3.1. trang bÞ ®iÖn - ®iÖn tö c«ng ®o¹n phun s¬n. Trong buồng phun sơn gồm hệ thống điều khiển súng sơn và hệ thống lọc khí trong buồng phun. - Thông số chung: Bảng 3.1: Thông số chung buồng phun sơn. Lưu lượng không khí lưu thông 2500 lít/phút Bề mặt được sơn 10mq/phút trên 2 mặt Độ dày lớp sơn 20÷40 ±5μ Nhiệt độ buồng sơn Môi trường 3.1.1. Công nghệ buồng phun sơn. Đây là một hệ thống hoàn toàn tự động. Quá trình sơn trên hai bề mặt thép tấm được thực hiện đều đặn theo chu trình tuần hoàn. Kích thước thép tấm được nhận dạng bởi cảm biến sẽ xác định chu kỳ tuần hoàn. 33 Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ điều khiển súng trong công đoạn phun sơn. 3.1.1.1. Điều khiển súng phun. Súng phun và giá súng được điều khiển theo nguyên tắc của hệ thống đo đạc hình dạng của hàng cảm biến quang. Hàng cảm biến quang đo gần đúng kích thước hình ảnh của thép trên băng tải. Hình ảnh này được đọc trong suốt quá trình tiến lên của băng tải. Và nó được sử dụng để đóng mở sung phun trong suốt quá trình chuyển động khác nhau. Trên giá súng, 3 súng phun được đặt ở 2 khoảng cách khác nhau. Súng 1 và súng 4 thì trên mặt phẳng gần xe con chở giá súng. Súng 2,3 và súng 5,6 thì xa hơn. 3.1.1.2. Điều khiển nâng giá súng . Hàng cảm biến quang Chiều tiến của thép Giá đỡ Xe con moff 1000 mm 800 mm 34 Bộ phận nâng/hạ súng gồm 1 cảm biến quang và 1 xylanh khí nén. Khi chiều cao của thép hình cao hơn giới hạn đặt cảm biến thì hệ thống sẽ hoạt động sao cho khoảng cách từ súng phun tới bề mặt thép cho kết quả sơn là tối ưu. 3.1.1.3. Mạch khí nén điều khiển súng sơn. - Danh sách thiết bị: Bảng 3.2: Thiết bị khí nén điều khiển hệ thống súng sơn. Bộ phận Số lượng Mô tả chức năng 02 03 04 05 X1-6 1 4 1 2 6 Động cơ điều khiển xe con I60 FP 1,1 kW giảm tốc 1:30. Van tiết lưu điều khiển góc xoay giá súng và xylanh nâng giá súng. Xylanh nâng giá súng. Xylanh xoay giá súng ± 90 0 . Súng sơn VM1710. 35 Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý mạch khí nén điều khiển hệ súng. 36 Mô tả nguyên lý hoạt động: Van điện từ 5/2 có vị trí không, tác động bằng điện sử dụng để điều khiển súng sơn và các xylanh nâng hạ giá súng, xoay giá súng. Khi PLC chưa gửi tín hiệu tác động đến van thì súng phun chưa hoạt động, giá súng xoay ở góc +90 0 , hệ giá súng giữ ở mức thấp. Khi PLC gửi tín hiệu tác động đến van thì trạng thái của các xylanh và súng phun thay đổi ngược lại. Ta có thể điều chỉnh van điều tiết 03 để thay đổi góc xoay và mức độ nâng hay hạ xuống của hệ giá súng. 3.1.1.4. Hệ thống lọc khí. Khí trong buồng sơn gồm có không khí, dung môi hòa tan và sơn. Hỗn hợp khí chuyển động theo chiều ngang và được xử lý qua một màng lọc dạng ống. Khí thải ra ngoài được lọc sạch theo tiêu chuẩn quy định. Hình 3.3: Hệ thống lọc trong công đoạn phun sơn. 37 - Danh sách thiết bị: Bảng 3.3: Thiết bị hệ thống lọc khí buồng phun sơn. Thiết bị Số lượng Bộ phận của hệ thống Chú thích V01 PS01 PS02 FC01/04 F01 F02 FC05 FC06 1 1 1 1 2 14 1 20 Buồng sơn khô - - - - - Hàng cảm biến - Quạt xả khí 20.000m3/h 7,5 kW Đo áp suất trước và sau màng lọc sơn Đo áp suất trước và sau màng lọc Cảm biến nhiệt Cảm biến đo độ bụi bám Cảm biến đo độ bụi bám Cảm biến đo chiều cao thép Hàng cảm biến đo chiều rộng thép - Mô tả nguyên lý hoạt động: Hỗn hợp không khí trong buồng kín được lưu thông và xả ra ngoài nhờ quạt xả khí lai bằng động cơ có công suất 7,5 kW. Trong khi lưu thông, hỗn hợp khí được lọc qua các mành lọc như trên hình 3.3. Các cảm biến PS01, PS02 cho biết mức độ bụi bám để thay màng lọc khi quá trình giới hạn cho phép. Cảm biến nhiệt độ FC01/04 cảnh báo nguy hiểm. 38 3.1.2. Chức năng các phần tử trong sơ đồ điện. 3.1.2.1. Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển. Hình 3.4: Sơ đồ mạch động lực công đoạn phun sơn. 39 24 V D C 23 S A 1 23 S H 1 23 K A 1 26 K M 1 26 K M 2 26 K M 3 26 K M 4 26 K M 5 26 K M 6 26 K M 1 26 K M 2 26 K M 3 26 K M 4 26 K M 5 26 K M 6 26 K M 7 23 K M 1 0V 23 K A 2 23 K A 3 24 K A 1 24 K A 2 23 K A 1 23 H L 1 S T A R T A U X 22 .7 23 .2 23 .3 L IG H T P A IN T IN G B O O T H 38 .0 R O L L E R S 1 IN T U N N E L 22 .7 23 .2 23 .3 R O L L E R S 2 IN T U N N E L 22 .7 23 .2 23 .3 R O L L E R S IN B L A S T IN G 22 .7 23 .2 23 .3 R O L L E R S O U T T U N N E L 22 .7 23 .2 23 .3 T R A S P .L A M E B L A D E C O N V E IO R 22 .7 23 .2 23 .3 R O L L E R S D IS C H A R G E 22 .7 23 .2 23 .3 R E C IP O R C A T O R 22 .7 23 .2 23 .3 Hình 3.5: Sơ đồ mạch điều khiển công đoạn phun sơn. 40 5 8 S 1 5 8 S 1 5 8 S 2 5 8 S 3 5 8 S 4 5 8 S 5 8 S 5 5 8 S 6 5 8 S 8R C 5 R C 6 R C 5 R C 6 6 8 Y V 1 6 8 H L 1 0 V 2 4 V 0 V 6 8 H L 7 6 8 Y V 2 6 8 H L 2 6 8 H L 8 6 8 Y V 3 6 8 H L 3 6 8 H L 9 6 8 Y V 4 6 8 Y V 6 6 8 H L 4 6 8 H L 1 0 6 8 Y V 7 6 8 H L 5 6 8 H L 1 1 6 8 Y V 8 6 8 H L 6 6 8 H L 1 2 6 9 Y V 1 6 9 Y V 3 7 0 H L 1 7 0 H L 7 7 0 H L 2 7 0 H L 8 7 0 H L 3 7 0 H L 9 7 0 H L 4 7 0 H L 1 0 7 0 H L 5 7 0 H L 6 5 8 S 7 R C 5 R C 5 E 8 .0 E 8 .1 E 8 .2 E 8 .3 E 8 .4 E 8 .5 E 8 .6 E 8 .7 E 9 .0 E 9 .1 E 9 .2 E 9 .3 E 9 .4 E 9 .5 E 9 .6 E 9 .7 E 1 0 .0 E 1 0 .1 E 1 0 .2 E 1 2 .0 5 9 S Q 1 5 9 S Q 2 5 9 S Q 3 5 9 S Q 4 5 9 S Q 5 6 0 S Q 1 6 0 S Q 2 6 2 S A 1 5 9 8 1 5 9 8 2 6 2 S A 2 6 2 S A 3 6 2 S A 4 E 1 2 .1 E 1 2 .2 E 1 2 .3 E 1 2 .4 E 1 2 .5 E 1 2 .6 E 1 2 .7 6 2 S A 5 6 2 S B 1 6 2 S B 2 6 2 S A 6 6 2 S A 7 6 2 S A 8 6 3 S A 1 6 3 S A 7 6 3 S A 2 6 3 S A 8 6 3 S A 4 6 3 S A 1 0 6 3 S A 5 6 3 S A 1 1 6 3 S A 6 6 3 S A 1 2 6 3 S H 1 6 3 S H 2 6 3 S A 3 6 3 S A 9 6 4 S B 1 6 4 S B 5 6 4 S B 2 6 4 S B 6 6 4 S B 3 6 4 S B 7 2 5 S B 4 2 5 S B 8 6 4 S A 1 6 4 S B 4 2 5 S B 5 6 5 S A 1 6 5 S B 1 2 5 S B 6 E 1 3 .0 E 1 3 .1 E 1 3 .2 E 1 3 .3 E 1 3 .4 E 1 3 .5 E 1 3 .6 E 1 3 .7 E 1 4 .0 E 1 5 .0 E 1 4 .1 E 1 4 .2 E 1 4 .3 E 1 4 .4 E 1 4 .5 E 1 4 .6 E 1 4 .7 E 1 5 .1 E 1 5 .2 E 1 5 .3 A 8 .0 A 8 .1 A 8 .2 A 8 .3 A 8 .4 A 8 .5 A 8 .6 A 8 .7 A 9 .0 A 9 .1 A 9 .2 A 9 .3 A 9 .4 A 1 0 .0 A 1 0 .1 A 1 0 .2 A 1 0 .3 A 1 0 .4 A 1 0 .5 6 9 Y V 4 6 9 Y V 5 2 4 V 0 V Hình 3.6: Sơ đồ mạch tín hiệu vào ra PLC công đoạn phun sơn. 41 3.1.2.2. Các phần tử chính trong sơ đồ mạch điện. 14QU1: Cầu dao 3 pha với cầu chì cấp nguồn và bảo vệ ngắn mạch cho băng tải đầu ra của buồng phun hạt mài. 15QU1: Cầu dao 3 pha với cầu chì cấp nguồn và bảo vệ ngắn mạch cho băng tải tấm mỏng. 16QU1: Cầu dao 3 pha với cầu chì cấp nguồn và bảo vệ ngắn mạch cho băng tải đầu ra tháo dỡ thép khỏi dây chuyền. 17QU1: Cầu dao 3 pha với cầu chì cấp nguồn và bảo vệ ngắn mạch cho xe con chở giá súng. 18QF4: Aptomat cấp nguồn cho quạt xả khí trong buồng phun. 23SA1: Nút ấn bật đền buồng phun sơn. 23SH1: Nút ấn cấp nguồn 24V cho hệ thống điều khiển PLC. 23KA1: Rơle trung gian cấp nguồn 24V cho hệ thống điều khiển PLC. 23HL1: Đèn báo đã cấp nguồn 24V cho hệ thống điều khiển PLC. 23KM1: Công tắc tơ cấp nguồn cho đèn chiếu sáng buồng sơn. 26KM1: Công tắc tơ cấp nguồn cho băng tải đầu vào buồng phun hạt mài. 26KM2: Công tắc tơ cấp nguồn cho buồng phun hạt mài. 26KM3: Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ điều khiển quay bánh đà của quạt gió. 26KM4: Công tắc tơ cấp nguồn cho băng tải đầu ra buồng phun hạt mài. 26KM5: Công tắc tơ cấp nguồn cho băng tải tấm mỏng. 26KM6: Công tắc tơ cấp nguồn cho băng tải đầu ra tháo dỡ thép khỏi dây chuyền. 26KM7: Công tắc tơ cấp nguồn cho xe con chở giá súng. 55KM4: Công tắc tơ cấp nguồn cho quạt xả khí trong buồng phun sơn. 14M1: Động cơ băng tải đầu ra buồng phun hạt mài. 15M1: Động cơ băng tải tấm mỏng. 16M1: Động cơ băng tải đầu ra tháo dỡ thép khỏi dây chuyền. 42 17M1: Động cơ xe con chở giá súng. 18M4: Động cơ quạt xả khí trong buồng phun sơn. 3.1.3. Biến tần Micromaster 440 dùng trong dây chuyền sơ chế tôn CARLO BANFI . 3.1.3.1. Đặc điểm. MM 440 là họ biến tần mạnh mẽ nhất trong dòng các biến tần tiêu chuẩn. Khả năng điều khiển vector cho tốc độ và momen hay khả năng điều khiển vòng kín bằng bộ PID có sẵn đem lại độ chính xác cao. Ngoài ra, một loạt các khối logic có sẵn lập trình tự do tạo nên sự linh hoạt trong việc điều khiển hàng loạt các thao tác một cách tự động. Các bộ biến tần trong dây chuyền được lắp trong tủ điều khiển số 3 và theo hàng ngang gồm 7 biến tần. Sáu biến tần điều khiển 6 động cơ quay các băng tải. Còn biến tần thứ 7 điều khiển động cơ phun sơn. Các biến tần lắp cách nhau 10 cm, bên trên lắp cách PLC 15cm. 3.1.3.2. Các thông số kỹ thuật. Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật biến tần MM 440. Mã hiệu biến tần SIMENS 6SE6440 2AD22 2BA1 2UD21 5AA1 Dải điện áp đầu vào 3AC 380V – 480V, ± 10% 3AC 380V – 480V,±10% Công suất định mức 2.2 kW 1.5 kW Tần số điện vào 47 đến 63 Hz Tần số điện ra 0 đến 650 Hz Hệ số công suất ≥ 0,7 Hiệu suất chuyển đổi 96 đến 97 % Khả năng quá tải Quá dòng 1,5Iđm trong 60s ở mỗi 300s hay 2Iđm trong 3s ở mỗi 300s. 43 Dòng điện vào khởi động Thấp hơn dòng điện vào định mức. Phương pháp điều khiển Tuyến tính V/f, bình phương V/f. Tần số điều chế xung (PWM) 2kHz đến 16kHz Các đầu vào số 6 đầu vào số lập trình được, cách ly. Các đầu vào tương tự 2 0 tới 10V, 0 tới 20mA và -10V tới +10V 0 tới 10V và 0 tới 20mA Các đầu rơle 3, tùy chọn chức năng 30VDC/5A (tải trở), 250VAC/2A (tải cảm) Các đầu ra tương tự 2, tùy chọn chức năng : 0,25 – 20mA Cổng giao tiếp nối tiếp RS-485, vận hành với USS Cấp bảo vệ IP 20 Dải nhiệt độ làm việc -10 oC đến +40oC Độ ẩm 95% không đọng nước. Các chức năng bảo vệ Thấp áp, quá áp, quá tải, chạm đất, ngắn mạch, chống kẹt, I2t quá nhiệt cho động cơ, quá nhiệt biến tần, khóa tham số PIN. 3.1.3.3. Cài đặt các thông số cho biến tần SIMENS 6SE6440 – 2AD22 2BA1. - Mức truy nhập của người dùng: P000 = 3: Chuyên dụng. - Lọc thông số: P000 = 0: Tất cả các thông số. 44 - Cài đặt thông số : P0010 = 1: Cài đặt nhanh. - Tiêu chuẩn: P0100 = 0: Châu Âu, tần số mặc định 50Hz. - Ứng dụng bộ biến tần: P0202 = 1: Moment biến đổi. - chọn kiểu động cơ: P0300 = 1: Động cơ không đồng bộ. - Điện áp định mức: P0304 = 400V. - Dòng điện định mức: P0305 = 3.8A (P0305 = 3A cho biến tần số 7). - Công suất định mức động cơ: P0307 = 1.5kW (P0307 = 1.1 cho biến tần số 7). - Hệ số cosφ định mức động cơ: P0308 = 0: Giá trị cosφ tự được tính toán bên trong. - Hiệu suất định mức động cơ: P0309 = 0: Giá trị được tinh toán bên trong. - Tần số định mức động cơ: P0310 = 50Hz. - Tốc độ định mức động cơ: P0311 = 9.4 vòng/phút. - Dòng từ hóa động cơ: P0320 = 0: Dòng từ hóa động cơ được tính toán như sau. - Chế độ làm mát động cơ: P0335 = 1: làm mát cưỡng bức bằng dầu. - Hệ số quá tải động cơ: P0640 = 110%. 45 - Chọn nguồn lệnh: P0700 = 5: USS trên đường truyền COM. - Lựa chọn điểm đặt tần số: P1000 = 5: USS trên đường truyền COM. - Tần số nhỏ nhất: P1080 = 0.00Hz. - Tần số lớn nhất: P1082 = 50.00Hz. - Thời gian tăng tốc: P1120 = 10.00s. - Thời gian giảm tốc: P1121 = 10.00s. - OFF3 thời gian giảm tốc: P1135 = 5.00S. - Mode điều khiển: P1300 = 3: V/f kiểu có thể lập trình được. - Chọn điểm đặt moment xoắn: P1500 = 0: Không có điểm đặt chính. - Chọn dữ liệu cho động cơ: P1910 = 0: Không hoạt động. - Tối ưu hóa thiết bị điều khiển tốc độ: P1960 = 0: Hãm. - Kết thúc quá trình cài đặt nhanh thông số: P3900 = 3: Chỉ tính toán các thông số của động cơ, không cài đặt lại các thông số khác. 46 3.1.4. Bảng thống kê đầu vào ra của PLC. 3.1.4.1. Tín hiệu vào của công đoạn phun sơn. Bảng 3.5: Tín hiệu vào PLC của công đoạn phun sơn. Tín hiệu vào Ý nghĩa E8.0 Tín hiệu vào của cảm biến báo cửa 1 mở. E8.1 Tín hiệu vào của cảm biến báo cửa 2 mở. E8.2 Tín hiệu vào của cảm biến báo cửa 3 mở. E8.3 Tín hiệu vào của cảm biến báo cửa 4 mở. E8.4 Tín hiệu vào của cảm biến đảo chiều hướng tiến. E8.5 Tín hiệu vào của cảm biến giới hạn hướng tiến. E8.6 Tín hiệu vào của cảm biến đảo chiều hướng lùi. E8.7 Tín hiệu vào của cảm biến giới hạn hướng lùi (điểm start). E9.0 Tín hiệu vào của hàng cảm biến quang đo chiều rộng (giá trị min, max). E9.1 Tín hiệu vào của cảm biến quang đo chiều cao của thép. E9.2 Tín hiệu vào của cảm biến xoay giá súng phía trên đến vị trí -900. E9.3 Tín hiệu vào của cảm biến xoay giá súng phía trên đến vị trí +900. E9.4 Tín hiệu vào của cảm biến báo vị trí của bệ nâng giá súng ở vị trí dưới. E9.5 Tín hiệu vào của cảm biến báo vị trí của bệ nâng giá súng ở vị trí trên. E9.6 Tín hiệu vào của cảm biến báo vị trí của bệ nâng giá súng ở vị trí giữa. E9.7 Tín hiệu vào của cảm biến chông tác động tiếp xúc đế súng. E10.0 Tín hiệu vào của cảm biến xoay giá súng phía dưới đến vị trí - 900. E10.1 Tín hiệu vào của cảm biến xoay giá súng phía dưới đến vị trí +900. E12.0 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển băng tải đầu ra buồng phun hạt mài chạy tiến. 47 E12.1 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển băng tải đầu ra buồng phun hạt mài chạy lùi. E12.2 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển băng tải đầu ra buồng phun hạt mài dừng hoạt động. E12.3 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển nâng giá súng lên cao. E12.4 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển nâng giá súng xuống thấp. E12.5 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển xoay giá súng trên +900. E12.6 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển xoay giá súng trên -900. E12.7 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển mở súng 1 phía trên. E13.0 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển mở súng 2 phía trên. E13.1 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển mở súng 3 phía trên. E13.2 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển xoay giá súng dưới +900. E13.3 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển xoay giá súng dưới-900. E13.4 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển mở súng 1 phía dưới. E13.5 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển mở súng 2 phía dưới. E13.6 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển mở súng 3 phía dưới. E13.7 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển bắt đầu chu trình. E14.0 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển dừng chu trình. E14.1 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển chu trình ở chế độ bằng tay. E14.2 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển chu trình ở chế độ tự động. E14.3 Tín hiệu vào dừng sự cố nguy hiểm hệ thống. E14.4 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển băng tải mỏng chạy tiến. E14.5 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển băng tải mỏng chạy lùi. E14.6 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển băng tải mỏng dừng hoạt động. E14.7 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển băng tải mỏng. E15.0 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển băng tải tháo dỡ phôi chạy tiến. E15.1 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển băng tải tháo dỡ phôi chạy lùi. 48 E15.2 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển băng tải tháo dỡ phôi chạy dừng lại. E15.3 Tín hiệu vào dừng sự cố nguy hiểm băng tải tháo dỡ phôi. 3.1.4.2. Tín hiệu ra của công đoạn phun sơn (115V). Bảng 3.6: Tín hiệu ra PLC của công đoạn phun sơn. Tín hiệu ra Ý nghĩa A8.0 Tín hiệu ra điều khiển đóng/mở súng 1 của giá súng dưới. A8.1 Tín hiệu ra điều khiển đóng/mở súng 2 của giá súng dưới. A8.2 Tín hiệu ra điều khiển đóng/mở súng 3 của giá súng dưới. A8.3 Tín hiệu ra điều khiển xoay giá súng dưới ± 900. A8.4 A8.5 Tín hiệu ra điều khiển đóng/mở súng1 của giá súng trên. A8.6 Tín hiệu ra điều khiển đóng/mở súng 2 của giá súng trên. A8.7 Tín hiệu ra điều khiển đóng/mở súng 3 của giá súng trên. A9.0 Tín hiệu ra điều khiển xoay giá súng trên ± 900. A9.1 A9.2 Tín hiệu ra điều khiển bệ nâng giá súng giảm xuống. A9.3 Tín hiệu ra điều khiển bệ nâng giá súng cao lên. A9.4 Tín hiệu ra điều khiển bệ nâng giá súng ở giữa. A10.0 Tín hiệu ra điều khiển đèn báo dừng băng tải đầu ra. A10.1 Tín hiệu ra điều khiển đèn báo chế độ bằng tay. A10.2 Tín hiệu ra điều khiển đèn báo chế độ tự động. 49 A10.3 Tín hiệu ra điều khiển đèn báo bắt đầu chu trình phun sơn. A10.4 Tín hiệu ra điều khiển đèn báo dừng băng tải tấm mỏng. A10.5 Tín hiệu ra điều khiển đèn báo dừng băng tải tháo dỡ phôi. 3.1.5. Nguyên lý hoạt động công đoạn phun sơn. Mở khóa trên tủ điều khiển (2SA1 đóng) thì cuộn 2KA1 có điện sẽ đóng cầu dao cấp nguồn động lực cho hệ thống. Tiếp đến, đóng các cầu dao 14QU1, 15QU1, 16QU1, 17QU1, 18QU4 cấp nguồn cho các động cơ và đóng cầu dao 22QU1 cấp nguồn cho hệ thống sẵn sàng hoạt động. Sau đó, nhấn nút 23SH1 cấp nguồn 24V cho hệ thống điều khiển PLC. Khi đó, các tín hiệu từ hệ thống sẽ gửi tín hiệu tới đầu vào của PLC và PLC sẽ xử lý tín hiệu để đưa ra tín hiệu điều khiển ở đầu ra. Hệ thống có 2 chế độ hoạt động: 3.1.5.1. Chế độ bằng tay (64SB2 = 1, 64SB6 = 1 và 64SB3 = 0, 64SB7 = 0). Khi thép được làm sạch trong buồng phun hạt mài và chuẩn bị được đưa ra, khởi động hệ thống băng tải đầu ra bằng cách nhấn nút 62SA1 = 1, 62SA5 = 1→ E12.0 = 1: PLC gửi tín hiệu ra đến biến tần khởi động băng tải. Khi thép đến buồng phun sơn bằng cách nhấn nút 63SH1 = 1, hoặc 63SH2 = 1 → E13.7 = 1: PLC gửi tín hiệu ra đến biến tần điều khiển xe con chở giá súng chuyển động. Hệ thống sẽ bắt đầu chu kỳ phun sơn lên trên bề mặt thép: + Từ vị trí ban đầu, xe con sẽ chuyển động tiến đến vị trí cảm biến giới hạn hướng lùi: 58S8 = 0 → E8.7 = 0: PLC gửi tín hiệu ra đến biến tần dừng động cơ xe con lại. + Tiếp đến ấn nút hạ giá súng sao cho khoảng cách giữa súng phun và bề mặt thép hợp lý bằng cách 62SA2 = 1, 62SA6 = 1 → E12.3 = 1: PLC gửi tín hiệu ra A9.3 = 1, van điện từ 69YV4 có điện, nâng giá súng trên lên cao hơn 50 và 62SA2 = 0, 62SA6 = 0 → E12.4 = 1: PLC gửi tín hiệu ra A9.2 = 1, van điện từ 69TV3 có điện, hạ giá súng xuống thấp hơn. + Sau đó, xoay giá súng phía trên và dưới đến vị trí +900 bằng cách tác động đến 62SA3 = 1, 62SA7 = 1 → E12.5 = 1 và 63SA3 = 1, 63SA9 = 1 → E13.1 = 1: PLC gửi tín hiệu ra A9.0 = 1, van điện từ 69YV1 có điện và A8.3 = 1, van điện từ 68YV4 có điện. Khi giá súng xoay sẽ tác động đến cảm biến đảo chiều hướng lùi đặt trên xe con 58S7 = 1 → E8.6 = 1: PLC gửi tín hiệu đến biến tần điều khiển xe con chuyển động tiến. + Trong khi xe con chuyển động cắt ngang chiều chuyển động của thép trên băng tải, điều khiển súng phun để phun sơn lên trên bề mặt thép: 62SA4 = 1 hoặc 62SA8 = 1 → E12.7 = 1:PLC gửi tín hiệu ra A8.5 = 1, van điện từ 68YV6 có điện , mở súng phun 1 phía trên. 63SA1 = 1 hoặc 63SA7 = 1 → E13.7 = 1:PLC gửi tín hiệu ra A8.6 = 1, van điện từ 68YV7 có điện , mở súng phun 2 phía trên. 63SA2 = 1 hoặc 63SA8 = 1 → E13.7 = 1:PLC gửi tín hiệu ra A8.7 = 1, van điện từ 68YV8 có điện , mở súng phun 3 phía trên. 63SA4 = 1 hoặc 63SA10 = 1 → E13.4 = 1:PLC gửi tín hiệu ra A8.0 = 1, van điện từ 68YV1 có điện , mở súng phun 1 phía dưới. 63SA5 = 1 hoặc 63SA11 = 1 → E13.5 = 1:PLC gửi tín hiệu ra A8.1 = 1, van điện từ 68YV2 có điện , mở súng phun 2 phía dưới. 63SA6 = 1 hoặc 63SA12 = 1 → E13.6 = 1:PLC gửi tín hiệu ra A8.2 = 1, van điện từ 68YV3 có điện , mở súng phun 3 phía dưới. + Khi xe con chuyển động đến vị trí giới hạn chiều chuyển động tiến,cảm biến 58S6 = 1 → E8.6 = 1: PLC gửi tín hiệu ra biến tần dừng động cơ xe con lại. + Sau đó, ấn nút điều khiển xoay giá súng đến vị trí -900 bằng cách tác động đến 62SA3 = 0, 62SA7 = 0 → E12.6 = 1 và 63SA3 = 0, 63SA9 = 0 → E13.3 = 1: PLC gửi tín hiệu ra A9.0 = 0 ngắt nguồn van điện từ 69YV1 và 51 A8.3 = 0 ngắt nguồn van điện từ 68YV4. Trong khi xoay giá súng, cảm biến đảo chiều hướng tiến bị tác động 58S5 = 1 → E8.4 = 1: PLC gửi tín hiệu ra tới biến tần điều khiển động cơ xe con chuyển động theo chiều ngược lại (chiều lùi). + Khi xe con chuyển động lùi cắt ngang chiều chuyển động của thép trên băng tải, điều khiển súng phun để phun sơn lên trên bề mặt thép như nửa chu kỳ đầu. Khi xe con chuyển động đến vị trí giới hạn hướng lùi, cảm biến 58S8 lại bị tác động và chu kỳ cứ lặp đi lặp lại như vậy. Hệ thống sẽ dừng hoạt động khi có tác động: 62SA1 = 0, 62SA5 = 0: dừng chuyển động băng tải đầu ra buồng phun hạt mài. 64SB1 = 0, 64SB5 = 0: dừng hoạt động xe con chở giá súng. 64SA1 = 0: dừng băng tải tấm mỏng. 65SA1 = 0: dừng băng tải tháo dỡ phôi. Khi thép chuyển động đến buồng sấy khô thì tác động vào 64SA1 = 1 →E14.4 = 1: PLC sẽ gửi tín hiệu ra đến biến tần khởi động băng tải tấm mỏng. Khi thép chuyển động đến hệ thống băng tải tháo dỡ phôi thì tác động vào 65SA1 = 1 → E15.0 = 1: PLC sẽ gửi tín hiệu ra đến biến tần khởi động băng tải. 3.1.5.2. Chế độ tự động (64SB2 = 0, 64SB6 = 0 và 64SB3 = 1, 64SB7 = 1). Khi cấp nguồn hoạt động cho toàn bộ hệ thống, PLC sẽ kiểm tra điều kiện tín hiệu vào có trùng với điều kiện đặt ra ban đầu của hệ thống hay không. Khi đã thỏa mãn, hệ thống sẽ hoạt động từ từ đến khi đạt trạng thái ổn định. 52 Băng tải đầu ra của buồng phun hạt mài sẽ vận chuyển thép đến buồng phun sơn. Xe con chở giá súng sẽ tự động chuyển động đến vị trí giới hạn hướng lùi và dừng lại nhận chu kỳ tự động: + Tín hiệu đọc về từ cảm biến đo chiều cao của thép hình để PLC tự động điều khiển nâng hạ giá súng. Các cảm biến 59SQ3, 59SQ4, 59SQ5 sẽ xác định vị trí giá súng được nâng hạ. + Tín hiệu đọc về từ hàng cảm biến đo chiều rộng của thép để PLC tự động điều khiển vị trí bắt đàu mở súng và thời gian mở súng ở cả 2 nửa chu kỳ. Hệ thống sẽ hoạt động tuần hoàn như đã trình bày. Tại dữ liệu hình ảnh cuối thu về từ hàng cảm biến, xe con sẽ giữ chu kỳ chuyển động khoảng hơn 30 giây nữa trước khi tự động dừng lại. 3.1.6. Các bảo vệ có trong hệ thống phun sơn. Khi hệ thống có tác động bên ngoài hoặc những sự cố về điện thì hệ thống sẽ gửi tín hiệu về PLC để PLC xử lý và thông báo bằng đèn tín hiệu cảnh báo nguy hiểm để con người xử lý khắc phục sự cố. 58S1, 58S2, 58S3, 58S4: Tiếp điểm của các cảm biến cảnh báo các cửa buồng sơn chưa đóng kín và hệ thống súng sơn sẽ không hoạt động. 18QF4: Aptomat có cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho động cơ xả khí buồng phun sơn. Các biến tần MM440 đều trang bị các chức năng bảo vệ như: thấp áp, quá áp, quá tải, chạm đất, ngắn mạch, chống kẹt, I2t quá nhiệt cho động cơ, quá nhiệt biến tần, khóa tham số PIN. 3.2. ch-¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn plc cho c«ng ®o¹n phun s¬n. 3.2.1. Sơ đồ đấu nối. 53 Hình 3.7: Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào ra cho PLC. 54 3.2.2. Giải mã tín hiệu vào ra trong PLC. Bảng 3.7: Bảng tín hiệu vào của chu trình phun sơn tự động. Tín hiệu vào Ý nghĩa I0.0 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển hệ thống ở chế độ tự động. I0.1 Tín hiệu vào của nút ấn điều khiển dừng sự cố nguy hiểm. I0.2 Tín hiệu vào của cảm biến đảo chiều hướng tiến. I0.3 Tín hiệu vào của cảm biến giới hạn hướng tiến. I0.4 Tín hiệu vào của cảm biến đảo chiều hướng lùi. I0.5 Tín hiệu vào của cảm biến giới hạn hướng lùi (điểm start). I0.6 Tín hiệu vào của hàng cảm biến đo chiều rộng ( giá trị min, max). I0.7 Tín hiệu vào của cảm biến quang đo chiều cao thép. I1.0 Tín hiệu vào của hàng cảm biến xoay giá súng phía trên đén vị trí -900. I1.1 Tín hiệu vào của hàng cảm biến xoay giá súng phía trên đén vị trí +900. I1.2 Tín hiệu vào của hàng cảm biến báo vị trí của bệ nâng giá súng ở vị trí dưới. I1.3 Tín hiệu vào của hàng cảm biến báo vị trí của bệ nâng giá súng ở vị trí cao. I1.4 Tín hiệu vào của hàng cảm biến báo vị trí của bệ nâng giá súng ở vị trí giữa. I1.5 Tín hiệu vào của hàng cảm biến chống tác động tiếp xúc đế súng. I1.6 Tín hiệu vào của hàng cảm biến xoay giá súng phía dưới đến vị trí -900. I1.7 Tín hiệu vào của hàng cảm biến xoay giá súng phía dưới đến vị trí +900. 55 Bảng 3.8: Bảng tín hiệu ra của chu trình phun sơn tự động. Tín hiệu ra Ý nghĩa Q0.0 Tín hiệu ra điều khiển đóng/mở súng 1 của giá súng dưới. Q0.1 Tín hiệu ra điều khiển đóng/mở súng 2 của giá súng dưới. Q0.2 Tín hiệu ra điều khiển đóng/mở súng 3 của giá súng dưới. Q0.3 Tín hiệu ra điều khiển xoay giá súng dưới ±900. Q0.4 Tín hiệu ra điều khiển đóng/mở súng 1 của giá súng trên. Q0.5 Tín hiệu ra điều khiển đóng/mở súng 2 của giá súng trên. Q0.6 Tín hiệu ra điều khiển đóng/mở súng 3 của giá súng trên. Q0.7 Tín hiệu ra điều khiển xoay giá súng trên ±900. Q1.0 Tín hiệu ra điều khiển bệ nâng giá súng giảm xuống. Q1.1 Tín hiệu ra điều khiển bệ nâng giá súng cao lên. Q1.2 Tín hiệu ra điều khiển bệ nâng giá súng ở giữa. Q1.3 Tín hiệu ra khởi động động cơ chạy tiến. Q1.4 Tín hiệu ra khởi động động cơ chạy lùi. Q1.5 Tín hiệu ra đèn báo dừng sự cố. 56 3.2.3. Lưu đồ thuật toán điều khiển. 57 3.2.4. Chọn cấu hình cho PLC S7 – 300. Hình 3.9: Cấu hình phần cứng PLC của công đoạn phun sơn tự động. 58 Bảng 3.9: Khai báo phần cứng PLC trên phần mềm SIMATIC S7 – 300. Slot Module Order number MPI address I address Q address 1 PS 307 2A 6ES7 307 – 1BA00 – 0AA0 2 CPU 314C – 2DP 6ES7 314 – 6CF00 - 0AB0 2 X2 DP 1023 x 3 4 DI32xDC24V 6ES7 321- 1BL00-0AA0 04 5 DO32xDC24V/0.5A 6ES7 322- 1BL00-0AA0 47 3.2.5. Chương trình điều khiển. 59 3.2.5. Chương trình điều khiển 60 61 62 63 64 3.2.6. Chạy thử và đánh giá kết quả. Chương trình sau khi lập trình xong được chạy thử trên phần mềm mô phỏng PLC SIM. Mặc dù em đã cố gắng tìm hiểu và tham khảo thầy cô và các bạn cách lập trình PLC S7 – 300 nhưng do thời gian và trình độ còn hạn chế nên chương trình tuy chạy đúng theo yêu cầu công nghệ nhưng vẫn còn thiếu sót. Chương trình này chỉ mang tính chất tham khảo. 65 KẾT LUẬN Sau một thời gian tìm hiểu tài liệu, với sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn đặc biệt là sự giúp đỡ của cô giáo hướng dẫn Th.S Đỗ Thị Hồng Lý, em đã hoàn thành đề tài đúng thời hạn. Đề tài của em gồm hai phần chính: Phần thứ nhất: “Tìm hiểu trang bị điện - điện tử dây chuyền sơ chế tôn Carlo Banfi”. Trong phần thứ nhất em đã giải quyết được một số vấn đề sau: - Tìm hiểu đặc điểm công nghệ dây chuyền. - Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động và các phần tử chính trong sơ đồ mạch điện của dây chuyền sơ chế tôn Carlo Banfi. Phần thứ hai: “Đi sâu nghiên cứu công đoạn phun sơn trong dây chuyền sơ chế tôn Carlo Banfi”. Trong phần tứ hai em đã giải quyết được một số vấn đề sau: - Tìm hiểu trang bị điện - điện tử cho công đoạn phun sơn. - Phân tích nguyên lý hoạt động, xây dựng thuật toán điều khiển và viết chương trình điều khiển công đoạn phun sơn. Mặc dù vậy đồ án còn hạn chế là chưa tìm hiểu sâu các công đoạn khác trong dây chuyền sơ chế tôn Carlo Banfi. Do thời gian có hạn và trình độ bản thân còn hạn chế, chắc chắn đồ án của em còn nhiều điều thiếu sót và hạn chế. Vậy em kính mong các thầy cô giáo trong bộ môn cùng các bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn. 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hoàng Minh Sơn (2006), Mạng truyền thông công nghiệp, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. 2. Nguyễn Doãn Phước – Phan Xuân Minh – Vũ Vân Hà (2006), Tự động hoá với SIMATIC S7 – 300, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. 3. PGS-TS. Phạm Thượng Hàn – Nguyễn Trọng Quế - Nguyễn Văn Hòa – Nguyễn Thị Vấn (2002), Kĩ thuật đo lường các đại lượng vật lý, NXBGD. 4. Vũ Quang Hồi – Nguyễn Văn Chất – Nguyễn Thị Liên Anh (2006), Trang bị điện – điện tử máy công nghiệp dùng chung, NXB Giáo dục. 5. Hồ sơ kỹ thuật dây chuyền sơ chế tôn Carlo Banfi. 6. Diễn đàn Điện Tử Việt Nam (www.dientuvietnam.net). 7. Diễn đàn Sinh viên Bách Khoa (www.svbkol.org). 8. Datasheet của các Linh kiện Điện tử (www.datasheetcatalog.com). 9. Trang tìm kiếm thông tin (www.google.com).