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

đồ án môn học Sinh viên : Nguyễn Hữu Thực Lớp : Tự động hoá 3_K44 Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ bằng phương pháp Ma trận trạng thái với mạch động lực dùng thiết bị khí nén và mạch điều khiển dùng thiết bị khí nén. Nội dung Thiết kế sơ đồ nguyên lý. Tính chọn thiết bị điều khiển. Thiết kế sơ đồ lắp ráp. Thuyết minh và bản vẽ 1 Quyển thuyết minh. 2 Bản vẽ kỹ thuật khổ A0 cho sơ đồ nguyên lý và lắp ráp. Cán bộ hướng dẫn Lưu Dức Dũng Mục lục Nhiệm vụ thiết kế 02 Mục lục 03 Tài liệu tham khảo 04 Mở đầu 05 Chương I: giới thiệu chung về công nghệ 1. Sơ đồ công nghệ 06 2. Nguyên lý hoạt động của sơ đồ công nghệ 06 Chương II: Tổng hợp hàm điều khiển I. Tổng hợp hàm điều khiển bằng phương pháp hàm ma trận trạng thái 07 1 Xác định các biến điều khiển 07 2 Tổng hợp hàm điều khiển 08 II Thuyết minh nguyên lý hoạt động của sơ đồ 1 Sơ đồ nguyên lý 2 Thuyết minh nguyên lý hoạt động của sơ đồ 15 15 15 Chương III: Tính chọn và thiết kế mạch lắp ráp I. chọn Các phần tử khí nén: 17 I I chọn các thiết bị 17 1.Chọn các phần tử logic: 17 2.Chọn công tắc: 3. Chọn van phân phối. 19 20 4.Chọn thiết bị chấp hành: 20 5.Chọn nút ấn 21 III .Thiết kế mạch lắp ráp. 21 1 Lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị 21 2 Sơ đồ lắp ráp của mạch điều khiển hệ thống 3.Bảng đấu dây 4.Bảng thiết bị Kết luận 22 23 25 26 Tài liệu tham khảo PGS - TS Nguyễn Trọng Thuần - Điều khiển logic và ứng dụng Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2000. Trịnh Đình Đề, Võ Trí An - Điều khiển tự động truyền động điện Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1986. Nguyễn Xuân Phú, Tô Đằng - Sử dụng và sửa chữa khí cụ điện hạ áp Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1998. Các CD-ROM catalogue tra cứu thiết bị khí nén và điện của các hãng OMRON, FESTO, MITSUBISHI. Bản dịch: Cẩm nang Kỹ thuật điện Tự động hoá và Tin học Công nghiệp Người dịch: PGS - TS Lê Văn Doanh Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999. Lewin, D. - Logical design of switching circuits Nhà xuất bản MacMillan, 1986. Mở đầu Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, có thể nói một trong những tiêu chí để đánh giá sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia là mức độ tự động hoá trong các quá trình sản xuất mà trước hết đó là năng suất sản xuất và chất lượng sản phẩm làm ra. Sự phát triển rất nhanh chóng của máy tính điện tử , công nghệ thông tin và những thành tựu của lý thuyết Điều khiển tự động đã làm cở sở và hỗ trợ cho sự phát triển tương xứng của lĩnh vực tự động hoá. ở nước ta mặc dù là một nước chậm phát triển, nhưng những năm gần đây cùng với những đòi hỏi của sản xuất cũng như sự hội nhập vào nền kinh tế thế giới thì việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật mà đặc biệt là sự tự động hoá các quá trình sản xuất đã có bước phát triển mới tạo ra sản phẩm có hàm lượng chất xám cao tiến tới hình thành một nền kinh tế tri thức. Ngày nay tự động hoá điều khiển các quá trình sản xuất đã đi sâu vào từng ngõ nghách, vào trong tất cả các khâu của quá trình tạo ra sản phẩm. Một trong nhữnh ứng dụng đó mà đồ án này thiết kế là điều khiển công nghệ khoan. Tự động hoá điều khiển công nghệ khoan là quá trình tạo ra một lỗ thủng trên bề mặt vật thể có kích thước chiều sâu định trước. Trong công việc thiết kế, tự động hoá điều khiển được thể hiện qua hai quá trình sau: - Tự động hoá điều khiển công việc đưa vật thể vào vị trí định trước (xác định vị trí lỗ khoan). - Tự động hoá đưa mũi khoan vào khoan vật thể sau đó quay về vị trí cũ đễ đảm bảo cho quy trình tiếp theo. Chất lượng mũi khoan và năng suất làm việc phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ điều khiển. Quá trình làm việc được thực hiện theo một trật tự logic, theo trình tự thời gian xác định do đó để điều khiển được công nghệ ta phải tổng hợp được hàm điều khiển cho hệ thống. Có rất nhiều phương pháp để tổng hợp hàm điều khiển nhưng ở đây ta sử dụng phương pháp Ma trận trạng thái. So với các phương pháp khác thì phương pháp Ma trận trạng thái có ưu điểm đơn giản và đảm bảo sự chính xác về tuần tự thực hiện quá trình. Qua một thời gian thực hiện cùng với sự nỗ lực của bản thân cũng như sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Tuy nhiên với một lĩnh vực tương đối khó và đòi hỏi độ chính xác cao mà chỉ tiếp xúc trong thời gian ngắn chắc chắn báo cáo này còn nhiều điều thiếu sót, em xin cảm ơn các thầy thầy giáo đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Hà Nội, ngày 20 tháng 6 năm 2003 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Thực Chương I: giới thiệu chung về công nghệ I.Sơ đồ công nghệ: Ta có sơ đồ công cho ở dưới dạng sơ đồ hình vẽ sau: Trong đó: +Cơ cấu B là pitton thực hiện đưa vật cần khoan vào vị trí .Bộ phận để nhận biết tín hiệu khi cơ cấu B đi về hai đầu của hành trình là cảm biến áp suất b0, b1, c và d. +Cảm biến áp suất là thiết bị nhận biết áp suất và cho ra tín hiệu điều khiển khi áp suất trong nó đặt đến một giá trị đặt cho trước. +Cơ cấu A bao gồm hệ thống chuyển động của mũi khoan thực hiện đưa mũi khoan đi lên, đi xuống để khoan vật và được điều khiển bởi hai công tắc ở hai đầu hành trình chuyển động của mũi khoan II. Nguyên lý hoạt động cơ bản của sơ đồ công nghệ Từ công nghệ đã cho, ta tổng hợp được sơ đồ điều khiển như sau: Chương II:Tổng hợp hàm điều khiển Khi tiến hành tổng hợp một hệ điều khiển theo quy trình công nghệ đã cho(có thể bằng lời nói, chử viết, đồ thị công nghệ...) người ta biểu diễn sự hoạt động của công nghệ theo đúng tuần tự thời gian tác động của các biến vào và ảnh hưởng của nó tới các biến ra để từ đó đưa ra một quy luật điều khiển cho hệ thống. Để tổng hợp mạch điều khiển cho hệ thống ta có các phương pháp sau: ỉTổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp ma trận trạng thái. ỉTổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp hàm tác động. ỉTổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp phân tầng. ỉTổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp Grafcet. Một mạch điều khiển được tổng hợp phải đáp ứng các chỉ tiêu sau: +Thực hiện đúng quy trình và tiến trình công nghệ đã được đặt ra. +Có độ tin cậy điều khiển cao. +Đảm bảo gọn nhẹ, đơn giản và thuận tiện cho việc vận hành. +Có tính kinh tế và đáp ứng về mặt mỹ thuật. Theo nhiệm vụ thiết kế, để tổng hợp mạch điều khiển ở đây ta sử dụng phương pháp Ma trận trạng thái. Nội dung cơ bản của phương pháp này là: rBiểu diễn những ảnh hưởng của các tác động(các biến vào) đối với từng trạng thái của hệ(các biến ra) theo một trình tự thời gian của quá trình công nghệ. rPhân ra chu kỳ làm việc của các biến ra sau đó xác định hàm điều khiển cho các biến ra và trong qúa trình thực hiện phải kiểm tra tính đúng đắn của hàm. Hàm điều khiển bao gồm: +Hàm của các biến đầu ra +Hàm của các bến trung gian nếu cần phảI thêm vào các biến tung gian I>Tổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp ma trận trạng thái. 1>Xác định các biến điêu khiển Từ công nghệ cấn thiết kế ta có: Các biến đầu vào:a0,a1, b0, b1, c, d Các biến đầu ra: X, L , P , T Các trạng thái có thể có: 1+ Trạng thái ban đầu khi chưa bật công tắc khởi động 2+ Trạng thái máy khoan đứng yên tại đầu hành trình vị trí I 3+ Trạng thái máy khoan chuyển động sang phải từ vị trí I đến vị trí II 4+ Trạng thái máy khoan đứng yên tại cuối hành trình sang phải tại vị trí II 5+ Trạng thái máy khoan chuyển động xuống dưới tại vị trí II 6+ Trạng thái máy khoan đứng yên tại cuối hành trình đi xuống tại vị trí II 7+ Trạng thái máy khoan đi lên tại điểm II 8+ Trạng thái máy khoan đứng yên tại cuối hành trình đi lên tại vị trí II 9+ Trạng thái máy khoan chuyển động sang phải từ điểm II sang điểm III 10+ Trạng thái máy khoan đứng yên tại cuối hành trình sang phải ở điểm III 11+ Trạng thái máy khoan chuyển động xuống dưới tại vị trí III 12+Trạng thái máy khoan đứng yên tại cuối hành trình đi xuống tại vị trí III 13+Trạng thái máy khoan đi lên tại điểm III 14+Trạng thái máy khoan đứng yên tại cuối hành trình đi lên tại vị trí III 15+Trạng thái máy khoan chuyển động sang phải từ điểm III sang điểm IV 16+Trạng thái máy khoan đứng yên tại cuối hành trình sang phải ở điểm IV 17+Trạng thái máy khoan chuyển động xuống dưới tại vị trí IV 18+Trạng thái máy khoan đứng yên tại cuối hành trình đi xuống tại vị trí IV 19+Trạng thái máy khoan đi lên tại điểm IV 20+Trạng thái máy khoan đứng yên tại cuối hành trình đi lên tại vị trí IV 21+Trạng thái máy khoan chuyển động sang trái Ta thấy: Số biến vào là: 6 Số biến ra là:4 Số trạng thái có thể có là:21 Vậy ma trận trạng thái có: Số hàng=1+21=22 hàng Số cột=1+26+4=69 cột Vì số hàng và số cột quá lớn rất khó có thể tổng hợp được nên ta có thế thay thế như sau: Ta đặt: a=a1; ; b=b1; ; 2) Tổng hợp hàm điêu khiển 2.1 Xây dựng graph trạng thái: 2.2 Bảng chuyển dịch thứ nhất. Các trạng thái d d d d c c b a Các biến ra X L P T (1) (1) 2 1 (2) (2) 3 1 (3) 4 (3) 1 (4) 5 (4) 1 (5) (5) 6 1 (6) 7 (6) 1 (7) (7) 8 1 (8) (8) 9 1 (9) 10 (9) 1 (10) 1 (10) 1 Bảng bao gồm các cột: Tín hiệu vào 24=16, tín hiệu ra =4. Vậy bảng có số cột là: 16+4+1=21 cột. Và có 9 trạng thái nên có 9+1=10 hàng Ta điền vào các ô trống trong bảng như trên. Sau khi điền các giá trị vào các ô trống ta rút gọn bảng chyển dịch thứ nhất.  2.3 Nhập hàng. Ta thấy các hàng (1,2,9,10), (3,4,5) và (6,7,8) có thể nhập lại với nhau vì chúng thoã mãn điều kiện nhập hàng là số trạng thái trong cột cùng tên và giống nhau và ta có thể gán cho các ô bỏ trống các giá trị bất kỳ sao cho nó dễ dàng cho việc nhập hàng với nhau. Sau khi nhập hàng ta thu được bảng chuyển dịch trạng thái thứ hai như sau: Bảng chuyển dịch trạng thái thứ hai: Các trạng thái d d d d c c b a (1),(2), (9),(10) (1) (2) (10) (9) 3 (3),(4), (5) (5) (4) (3) 6 (6),(7), (8) (7) (8) 9 (6) 2.4Mã hoá biến trung gian. Số trạng thái của bảng chuyển dịch thứ hai là 3 hay N=3 nên ta chọn số biến trung gian là s sao cho 2S>=N vậy s=2 ta chọn hai biến trung gian là M và N. Quan hệ giữa chúng với nhau thể hiện trên hình vẽ sau: M N (1),(2), (9),(10) (6),(7) (8) (3),(4) (5) 2.5 Lập ma trận cacno cho biến trung gian: *Hàm của biến M: a d d d c d b M N c 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 Ta thấy f(M) có giá trị =1 tại các trạng thái (3), (4), (5) bằng phương pháp bìa cacno ta tính được: F(M)= +ac *Hàm của biến N: a d d d c d b M N c 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 Ta thấy f(N) có giá trị =1 tại các trạng thái (6), (7), (8) bằng phương pháp bìa cacno ta tính được: F(N)= 2.6 Lập ma trận cacno cho biến đầu ra: *Hàm của biến X: a d d d c d b M N c 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 Ta thấy f(X) có giá trị =1 tại các trạng thái (1), (4), (7) bằng phương pháp bìa cacno ta tính được: F(X)= *Hàm của biến L: a d d d c d b M N c 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 (8) 1 1 Ta thấy f(L) có giá trị =1 tại các trạng thái (1), (4), (7) bằng phương pháp bìa cacno ta tính được: F(L)=a *Hàm của biến P: a d d d c d b M N c 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 Ta thấy f(P) có giá trị =1 tại các trạng thái (3), (6) bằng phương pháp bìa cacno ta tính được: F(P)= a d d d c d b M N c *Hàm của biến T: 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Ta thấy f(T) có giá trị =1 tại các trạng thái (10) bằng phương pháp bìa cacno ta tính được: F(T)= 2.7 Sơ đồ cấu trúc: Thay các giá trị và hiệu chỉnh ta có sơ đồ cấu trúc của hệ thống như sau: II Thuyết minh sơ đồ nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển 1)Sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống: Từ sơ đồ cấu trúc của hệ thống ta có sơ nguyên lý hoạt động của mạch điêu khiển: 2 )Thuyết minh sơ đồ nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển Khi nhấn nút restart đầu vào H1 có điện nên đầu ra H3 có điện píttong B thực hiện hành trình chuyển động sang phải bắt đầu quá trình khoan. Khi píttong B chuyển động sang phải từ I đến II. Đến điểm II đầu píttong chạm vào cảm biến vị trí c tín hiệu c xuất hiện. Tín hiệu c=1 xuất hiện làm tín hiệu đầu vào 2 của V1 bằng không do đó làm mất tín hiệu đầu ra của H3 và H4 vì vậy làm mất tín hiệu đầu ra TR1 và quá trình chuyển động sang phải ngừng. Tín hiệu c xuất hiện và lúc này do a0 đang duy trì ở a0=1 và M=0 nên có tiến hiệu ở đầu ra V12, H9, V13 và do đó đầu ra TR3 có tín hiệu và quá trình khoan tại vị trí I được thực hiện, pittông A làm việc chuyển động từ a0 đến a1. Vì lúc này M=0 nên f(P)=0 píttong B không thể thực hiện quá trình chuyển động sang phải Khi kết thúc quá trình khoan ở vị trí II pittong A chuyển động xuống dưới tì lên đầu cảm biến a1, tín hiện a1 xuất hiện. Khi xuất hiện tín hiệu a1 thì f(X)=0 nên quá trình đi xuống ngừng hoạt động và có a1 nên f(L)=1 và quá trình chuyển động đi lên của mũi khoan làm việc. Pittông A làm việc chuyển động ngược lại từ a1 đến a0. Tín hiệu a1 xuất hiện làm cho M=1, và lúc này N vẫn duy trì ở mức N=0. Khi gặp a0 thì mất tín hiệu a1 quá trình đi lên được điều khiển bởi pittong A ngừng hoạt động. Khi có a0 thì lúc này M vẫn duy trì ở mức M=1 nên f(X)=0 và f(P)=1 nên quá chuyển động sang phải của píttong B làm việc pittong B chuyển động sang phải từ vị trí II đến vị trí III Khi pittong B chuyển động sang phải từ vị trí II đến vị trí III, Đến điểm III gặp cảm biến vị trí d, d=1 ị làm mất tín hiệu f(P) và f(P)=0 quá trình chuyển động sang phải bị ngừng và do N vẫn duy trì ở mức N=0 nên f(X)=1 có tín hệu đi xuống nên quá trình đi xuống được thực hiện píttong 2 chuyển động từ đến a thực hiện quá trình khoan tại vị trí III Khi píttong 2 chuyển động từ a0 đến a1 gặp cảm biến a1, có a1 thì f(X) =0 quá trình đi xuống bị ngừng làm việc và f(L)=1 nên quá trình rút mũi khoan lên được thực hiện pitong 2 điều khiển quá trình này làm việc chuyển động từ a1 đến a0. Khi có a1 thì N thay đổi mức trạng thái vì lúc này d vẫn duy trì ở mức d=1 và do đó N=1 và M vẫn duy trì M=1. Khi pittong A điều khiển quá trình đi lên đến gặp cảm biến a0 do có a0 thì f(L)=0 quá trình đi lên ngừng hoạt động và lúc này do N=1, M=1 nên f(X)=0 và f(P)=1 quá trình chuyển động sang phải từ vị trí III đến vị trí IV làm việc. Khi đến vị trí IV thì đầu của pỉtong 1 sẽ gặp cảm biến b1 có b và do lúc này có M=1, N=1 nên f(P)=0, f(X)=1 quá trình khoan ở vị trí IV được thực hiện và pittong A thực hiện quá trình này chuyển động từ cảm biến a0 đến cảm biến a1. Và do vẫn có b1 nên N thay đổi mức trạng thái N=0 Khi kết thúc quá trình khoan tại vị trí IVP. Pittong A chuyển động từ a0 đến a1 gặp cảm biến a1 có a1 thì f(X)=0 và f(L)=1 do M=1, N=0 nên quá trình chuyển động đi lên của mũi khoan được thực hiện và quá trình khoan xuống bị ngừng pittong 2 điều khiển quá trình đi lên của mũi khoan chuyển động từ a1 đến a0 Khi gặp cảm biến a0 thì do có a0 và a1=0 và do vậy f(L)=0 quá trình đi lên bị ngừng và do lúc này N đang giữ ở mức N=0 Nên và quá trình chuyển động sang trái của pittong B được thực hiện để lặp lại hành trình khoan tiếp theo Khi quá trình chuyển động sang trái do pittong B được thực hiện đến gặp cảm biến b0 và lúc nay do đang có nên f(P)=1 và quá trình chuyển động sang phải được thực hiện để bắt đầu một hành trình mới Chương III : Tính chọn và thiết kế mạch lắp ráp I.chọn Các phần tử khí nén: rChọn phần tử trigơ có hai đầu vào, một đầu ra bằng khí nén: Khi đầu vào X có tín hiệu thì cho tín hiệu ở đầu ra Z. Khi đầu vào Y có tín hiệu thì tín hiệu đầu ra Z mất rCác phần tử logic bằng khí nén bao gồm: Phần tử AND, phần tử OR và phần tử đảo II.Chọn các thiết bị: 1.Chọn các phần tử logic: Trong sơ đồ nguyên lý ta sử dụng các phần tử logic sau: ỉPhần tử AND: Trong sơ đồ điều khiển sử dụng 21 phần tử AND, ở đây ta sử dụng 7 mạch tích hợp loại ZK-PK-3-6/3, của hãng Festo(Đức) mỗi mạch có 3 phần tử AND hai đầu vào: (X1,Y1);(X2,Y2);(X3,Y3) là các đầu vào tương ứng của các phần tử AND. A1;A2;A3 là các đầu ra Phần tử ZK-PK-3-6/3 có các thông số kỹ thuật sau: Số đầu ra khí III áp suất làm việc nhỏ nhất 1,6 bar áp suất làm việc lớn nhất 8 bar Nhiệt độ xung quanh nhỏ nhất cho phép -100C Nhiệt độ xung quanh lớn nhất cho phép 600C Tốc độ luồng khí tiêu chuẩn 100l/min ỉPhần tử hoặc: Trong sơ đồ điều khiển ta sử dụng 13 phần tử hoặc. ở đây ta dùng 4 mạch tích hợp loại OS-PK-3-6/3, mỗi mạch có 3 phần tử OR có hai đầu vào, một đầu ra và một phần tử OR đơn loại OS-PK-3 +Với loại OS-PK-3-6/3 có các thông số kỹ thuật sau: Số đầu ra khí III áp suất làm việc nhỏ nhất 1,6 bar áp suất làm việc lớn nhất 8 bar Nhiệt độ xung quanh nhỏ nhất cho phép -100C Nhiệt độ xung quanh lớn nhất cho phép 600C Tốc độ luồng khí tiêu chuẩn 100l/min +Với loại OS-PK-3 có các thông số kỹ thuật sau: Kích thước lỗ 3,4mm áp suất làm việc nhỏ nhất 1,6 bar áp suất làm việc lớn nhất 8 bar Nhiệt độ xung quanh nhỏ nhất cho phép -100C Nhiệt độ xung quanh lớn nhất cho phép 600C Tốc độ luồng khí tiêu chuẩn 120l/min ỉPhần tử đảo: Trong sơ đồ nguyên lý ta sử dụng 3 phần tử đảo, ở đây ta chọn phần tử đảo loại 81504025 của hãng Crouzet. 2.Chọn công tắc: ỉChọn cảm biến áp suất: Với cảm biến áp suất ta chọn loại PENV-A-W-12-LCD-RB (có hình vẽ dưới) của hãng Festo (Đức). Đầu vào của cảm biến áp suất là khí trong pittông, còn đầu ra là tín hiệu điện. Mức tác động của cảm biến có thể hiệu chỉnh được. Các thông số cơ bản của cảm biến cho trong bảng dưới đây: Để có thể sử dụng đầu ra của cảm biến áp suất như một tín hiệu khí phải có sự biến đổi tín hiệu điện thành khí Nguyên tắc chuyển đổi piezo Số đầu vào khí 1 Số đầu ra tương tự 2 Số đầu ra số 2 Đường kính trục 25mm Dải áp suất làm việc 0á12bar Dải nhiệt độ xung quanh cho phép 0á50oC Dải điện áp làm việc 15á30VDC ỉChọn cảm biến vị trí: Chọn cảm biến vị trí loại GG-1/4-3/8 của hãng Festo (Đức), có giao diện và các thông số kỹ thuật sau: Kích thước lỗ Kích thước lỗ khí 8mm áp suất làm việc nhỏ nhất 0.03 bar áp suất làm việc lớn nhất 8 bar Nhiệt độ xung quanh nhỏ nhất cho phép -100C Nhiệt độ xung quanh lớn nhất cho phép 600C Tốc độ luồng khí tiêu chuẩn 1-1150l/min 3. Chọn van phân phối. Ta chọn van phân phối loại VL-5/2-D-02 (có hình vẽ dưới) của hãng Festo (Đức). Đây là loại van 5/2 với đầu nối (1) là đầu vào khí nén, các đầu nối (2) và (4) là các đầu ra của khí nén còn các đầu nối (3) và (5) là các đầu xả khí. Các thông số của thiết bị được cho trong bảng dưới đây: Nguyên tắc khởi động / reset pneumatic Dải áp suất làm việc 2á10bar Dải nhiệt độ xung quanh cho phép -10á60oC Lưu lượng khí danh định 500l/min 4. Chọn thiết bị chấp hành: Trong cơ cấu truyền động, ta sẽ sử dụng 2 pittông hai chiều tác dụng DNU-100-500PPV-A (có hình vẽ dưới) của tập đoàn Festo (Đức). Các thông số cơ bản của thiết bị như sau: Chiều dài toàn bộ pittông 734mm Chiều dài chu trình làm việc 500mm Đường kính trục 25mm Dải áp suất làm việc 0,2á12bar Dải nhiệt độ xung quanh cho phép -20á80oC Lực hiệu dụng ở áp suất 6 bar khi chạy thuận 4496N Lực hiệu dụng ở áp suất 6 bar khi chạy nghịch 4221N Lượng khí tiêu tốn trong chu trình thuận 29,5l Lượng khí tiêu tốn trong chu trình ngược 28,15l 5.Chọn nút ấn Trong sơ đồ nguyên lý điều khiển ta sử dụng hai nút ấn cho việc khởi động và Reset lại hệ thống loại K/O-3-PK-3 của hãng Festo(Đức) có giao diện và thông số kỹ thuật như sau. Giới hạn áp suất làm việc 0-8 (bar) Giới hạn nhiệt độ môi trường xung quanh -10-+60(0C) Tôc độ luông khí tiêu chuẩn 80l/min III .Thiết kế mạch lắp ráp. Thiết kế lắp ráp là công việc cuối cùng khi thiết kế hệ thống điều khiển tự động truyền động điện. Khi thiết kế lắp ráp cần phải đảm bảo nâng cao các yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng và phải chấp hành đầy đủ các tiêu chuẩn, các quy phạm kỹ thuật hiện hành của Nhà nước về lắp đặt thiết bị điện. 1. Lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị Các thiết bị động lực để truyền động cơ cấu sản xuất cùng với các công tắc hành trình, các nút ấn điều khiển phải được bố trí trực tiếp trên cơ cấu sản xuất. Việc bố trí các thiết bị điều khiển trên tủ điện dựa vào các nguyên tắc sau: ỉNguyên tắc nhiệt độ: Các thiết bị toả nhiệt lớn khi làm việc phải để ở phía trên, các thiết bị có chịu ảnh hưởng lớn về nhiệt độ cần phải đặt xa các nguồn sinh nhiệt. ỉNguyên tắc trọng lượng: Các thiết bị nặng phải đặt dưới thấp để tăng cường độ vững chắc của bảng điện, giảm nhẹ các điều kiện để cố định chúng. ỉNguyên tắc nối dây tiện lợi: Đường nối dây ngắn nhất và ít chồng chéo nhau. Dựa vào các nguyên tắc trên, kết hợp với những yêu cầu đặc biệt trong từng trường hợp cụ thể, tiến hành bố trí thiết bị trên panel. Khi bố trí thiết bị cần bố trí thành từng nhóm riêng biệt để tiện việc kiểm tra, sửa chữa... Các phần tử trong một nhóm phải bố trí gần nhau nhất sao cho dây nối giữa chúnglà ngắn nhất. Giữa các nhóm khác nhau phải bố trí sao cho thuận tiện cho việc tiến hành lắp đặt, sửa chữa, hiệu chỉnh. Các thiết bị dễ hỏng, các thiết bị cần điều chỉnh phải để nơi dễ dàng thay thế, điều chỉnh, sửa chữa. Bảng vẽ bố trí phải vẽ theo một tỷ lệ xích tiêu chuẩn trong đó phải ghi rõ các kích thước hình chiếu của thiết bị, các kích thước lỗ định vị trên tấm lắp, các kích thước tương quan giữa chúng cũng như kích thước ngoài của tấm lắp. Các phần tử tiếp điểm rơle, côngtắctơ... được vẽ trên sơ đồ lắp ráp thành những hình chữ nhật với tỷ lệ xích đã chọn trên đó thể hiện các cuộn dây, các tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ kèm theo số các cực nối của chúng trùng với số trên sơ đồ nguyên lý. 2.Sơ đồ lắp ráp của mạch điều khiển hệ thống. Trên cơ sở đã lựa chọn cụ thể vị trí lắp đặt và chọn cụ thể các thiết bị điều khiển và bảo vệ, ta có thể xây dựng bản vẽ bố trí thiết bị trên tấm lắp có khai triển đến các cực nối dây như sơ đồ. 3.Bảng đấu dây STT Tên thiết bị Nối dây STT Tên thiết bị Nối dây 21 Phần tử và V1 V1.1--H2.3 V1.2—H3.1 V1.3—H3.1 33 Phần tử và V13 V13.1--16 V13.2—V14.1 V13.3—H3.1 22 Phần tử và V2 V2.1— TR5.3 V2.2--10 V2.3— H6.1 34 Phần tử và V14 V14.1— 21 V14.2--17 V14.3— TR5.2 23 Phần tử và V3 V3.1— V3.2—V4.3 V3.3—H6.2 35 Phần tử đảo N1 N1.1—V11.1 N1.2— 24 Phần tử và V4 V4.1—H5.2 V4.2—TR4.3 V4.3— 36 Phần tử đảo N2 N2.1—TR4.3 N2.2— 25 Phần tử và V5 V5.1—N3.2 V5.2— V5.3—TR2.1 37 Phần tử đảo N3 N3.1—TR5.3 N3.2— 26 Phần tử và V6 V6.1—17 V6.2—TR5.3 V6.3— 38 Phần tử trigơ TR1 TR1.1— TR1.2— TR1.3— 27 Phần tử và V7 V7.1—15 V7.2—N3.2 V7.3— 39 Phần tử trigơ TR2 TR2.1— TR2.2— TR2.3—13 28 Phần tử và V8 V8.1—H9.2 V8.2—N2.2 V8.3—TR2.1 40 Phần tử trigơ TR3 TR3.1— TR3.2— TR3.3—18 29 Phần tử và V9 V9.1— V9.2— V9.3—TR3.1 41 Phần tử trigơ TR4 TR4.1— TR4.2— TR4.3— 30 Phần tử và V10 V10.1—V4.2 V10.2— 21 V10.3— 42 Phần tử trigơ TR5 TR5.1— TR5.2— TR5.3— 31 Phần tử và V11 V11.1—V10.2 V11.2— H8.2 V11.3— 43 Phần tử trigơ TR6 TR6.1— TR6.2— TR6.3—19 32 Phần tử và V12 V12.1—TR5.3 V12.2—20 V12.3— STT Tên thiết bị Nối dây STT Tên thiết bị Nối dây 1 Phần tử hoặc H1 H1.1--11 H1.2—TR1.3 H1.3--12 14 Phần tử hoặc H14 H14.1--20 H14.2—TR3.3 H14.3—V9.2 2 Phần tử hoặc H2 H2.1—V1.3 H2.2—14 H2.3—V1.1 15 Phần tử hoặc H15 H15.1—H16.3 H15.2—10 H15.3—TR3.2 3 Phần tử hoặc H3 H3.1—V1.3 H3.2— H6.3 H3.3—TR1.1 16 Phần tử hoặc H16 H16.1—TR2.3 H16.2— 21 H16.3— 4 Phần tử hoặc H4 H4.1— N1.1 H4.2— 10 H4.3—H7.1 17 Phần tử hoặc H17 H17.1— V10.3 H17.2— V11.3 H17.3—TR4.1 5 Phần tử hoặc H5 H5.1— V2.3 H5.2— 20 H5.3—V2.2 18 Phần tử hoặc H18 H18.1—V12.3 H18.2— V13.3 H18.3—TR5.1 6 Phần tử hoặc H6 H6.1— H5.1 H6.2— V3.3 H6.3— 19 Phần tử hoặc H19 H19.1— TR6.3 H19.2— 21 H19.3—TR6.1 7 Phần tử hoặc H7 H7.1— H7.2— H9.3 H7.3—TR1.2 20 Phần tử hoặc H20 H20.1— 20 H20.2— 10 H20.3—TR6.2 8 Phần tử hoặc H8 H8.1— V3.3 H8.2— 15 H8.3—V3.1 9 Phần tử hoặc H9 H9.1— 21 H9.2— H8.2 H9.3— 10 Phần tử hoặc H10 H10.1—TR2.3 H10.2— 17 H10.3—V5.2 11 Phần tử hoặc H11 H11.1— 10 H11.2— 14 H11.3—TR2.2 12 Phần tử hoặc H12 H12.1— V6.3 H12.2— V7.3 H12.3—H13.1 44 VanA VanA.18-- VanA.19-- VanA.1--24 VanA.2--25 13 Phần tử hoặc H13 H13.1— H13.2— V8.3 H12.3—V9.1 45 VanB VanB.12-- VanB.13-- VanB.1--22 VanB.2--23 Trên cơ sở đã chọn ở trên ta có bảng các thiết bị chọn sau: Kết luận Sau một thời gian tìm hiểu các tài liệu về khí nén và ứng dụng của hệ thống truyền động khí nén trong công nghiệp. Cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn đồ án Lưu đức dũng và các thầy cô giáo trong bộ môn em đã cố gắng nghiên cứu học tập tìm tài liệu để hoàn thành đồ án đúng thời hạn mà thầy giáo hướng dẫn đề ra. Đồ án môn học “Diều khiển logic’ mà em đã hoàn thành gồm 3 chương đó là: Chương 1: giới thiệu chung Chương 2: Tổng hợp hàm điều khiển Chương 3: Tính chọn và thiết kế mạch lắp ráp Trong đồ án của mình em đã hoàn thành được hết nội dung mà đề tài yêu cầu. Tuy nhiên do thời gian có hạn và sự hạn chế kiến thức về lý thuyết cũng như thực hành nên trong mỗi chương mỗi phần đồ án không tránh khỏi được những sai sót. Em rất mong được sự góp ý kiến đánh giá của các thầy cô giáo và các bạn để đồ án này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy giáo Lưu đức dũng và các thầy giáo trong khoa đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này Hà Nội ngày 20/6/2003 Nguyễn Hữu Thực