đề tài thiết kế mô hình xếp phôi tự động trên cơ sở plc s7 1200

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập, và hoàn thành đồ án này, em đã nhận được rất nhiều sựhướng dẫn tận tình quý báu của thầy cô, anh chị cùng các bạn Với lòng biết ơn sâu sắc emxin được bày tỏ lời cảm ơn đến:

Ban giám hiệu nhà trường Đại Học Điện Lực và thầy cô trong khoa tự động hóa đãtạo mọi điều kiện để em hoàn thành được tốt đồ án của mình.

Em xin cảm ơn người thầy Võ Huy Hoàn hướng dẫn đã hết lòng giúp đỡ, bảo ban,động viên và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành tốt được đồ án tốt nghiệp.

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong hội động chấm thi đã có những góp ý để emcó thể hoàn thiện được luận văn này một cách tốt nhất.

Cảm ơn các anh chị khóa trên cùng các bạn đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trìnhtìm tài liệu để có thể hoàn thành đồ án.

LỜI MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết, ngày nay nghành tự động hóa đã rất phổ biến và được ứng dụngrất nhiều trong cuộc sống Điều khiển và tự động hóa được áp dụng rộng rãi trong mọi lĩnhvực của đời sống, từ các thiết bị điện tử tự động dân dụng đến các dây chuyền sản xuất phứctạp trong công nghiệp hay các thiết bị thông minh, robot thông minh Đồng hành cùng sựphát triển của công nghệ, tự động hóa trở thành một phần cơ bản của cuộc sống hiện đại Hệthống điều khiển và tự động hóa có mặt trong mọi dây chuyền sản xuất và là ngành mũinhọn trong sự phát triển kinh tế.

Sau thời gian học tập ở trường cũng như trong quá trình đi làm thêm, thực tập, đượcsự chỉ bảo tận tình của thầy, cô khoa tự động hóa, bạn bè, người thân… nhóm cũng đã tíchlũy được một vốn kiến thức nhất định Được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn nhóm quyếtđịnh thực hiện đề tài “Thiết kế mô hình xếp phôi tự động trên cơ sở PLC S7 1200”

Bằng sự nỗ lực, phấn đấu của nhóm, sự hướng dẫn tận tình của thầy Võ Huy Hoàn,nhóm đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời hạn

Do thời gian thực hiện đồ án có hạn, trình độ còn hạn chế nên không thể tránh khỏinhững sai sót Nhóm rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy, cô cũng như làcác bạn sinh viên để đồ án tốt nghiệp này hoàn thiện hơn nữa

Xin chân thành cảm ơn!

2.6 Relay trung gian 31

2.7 Khối nguồn tổ ong 33

2.8 Cảm biến quang 36

2.9 Cơ cấu vitme 38

2.10 Nút nhấn 40

2.11 Công tắc hành trình 42

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM XẾP PHÔI TỰ ĐỘNG 43

3.1 Sơ đồ tổng quan của hệ thống 43

3.1.1 Sơ đồ thiết bị trong hệ thống 43

3.1.2 Nguyên lí công nghệ 44

3.3 Thiết kế phần điện điều khiển 45

3.3.1 Mạch đi dây động cơ bước 45

3.3.2 Mạch đi dây van điện từ 46

3.3.3 Sơ đồ đấu nối PLC với thiết bị 47

3.3.4 Sơ đồ đấu nối xy lanh 48

3.4 Lưu đồ thuật toán 49

3.4.1 Lưu đồ thuật toán 2 chế độ điều khiển tự động và điều khiển bằng tay 49

3.4.2 Phân công đầu ra, đầu vào 53

3.5 Giới thiệu phần mềm TIA PORTAL V17 53

3.5.1 Kết nối PLC với PC qua giao thức TCP/IP 53

3.5.2 Các câu lệnh sử dụng 57

3.3.4 Các khối chương trình 58

3.5.3 Phần mềm điều khiển và giám sát 60

3.5.4 Thiết lập project trên WINCC 61

3.6 Giao diện giám sát và điều khiển 63

3.7 Chương trình điều khiển 64

KẾT LUẬN 81

KIẾN NGHỊ 82

DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT

- PLC (Programmable Logic Controller): Bộ điều khiển khả trình- CPU (Central Processing Unit): Bộ xử lý trung tâm

- RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ khả biến

- ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ dùng để đọc dữ liệu trong RAM- HMI (Human Machine Interface): Giao diện người và máy

- PS (Power Supply): Module cấp nguồn- SM (Signal Module): Module tín hiệu- I/O (Input/Output): Tín hiệu vào/ra- L: Chân nóng nguồn xoay chiều- N: Chân lạnh nguồn xoay chiều

- AC (Alternating current): Điện áp xoay chiều- V+: Điện áp dương nguồn 1 chiều

- V- : Điện áp âm nguồn 1 chiều- GND: Chân nối đất

- DC (Direct Current): Điện áp một chiều- RLY: relay

- LAD (Ladder logic): Nguồn ngữ lập trình dạng hình thang

- FBD (Function Block Diagram): Ngôn ngữ lập trình khối chức năng- STL (Statement List): Ngôn ngữ lập trình dạng liệt kê lệnh

- TCP (Transmission Control Protocol): Giao thức kiểm soát truyền tải- IP (Internet Protocol): Giao thức Internet

- OB (Organization Block): Khối làm việc chính- FC (Function): Khối làm việc phụ không nhớ- FB (Function Block): Khối làm việc phụ có nhớ

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2 1 Thông số kĩ thuật của CPU 1212C DC/DC/DC 21

Bảng 2 2: Thông số động cơ bước 23

Bảng 2 3 Thông số xy lanh 2 ty 26

Bảng 2 4 Thông số xy lanh kẹp 26

Bảng 2 5 Thông số xy lanh kẹp 27

Bảng 2 6 Thông số van điện từ 29

Bảng 2 7 Thông số kỹ thuật động cơ băng tải 31

Bảng 2 8 Thông số relay trung gian 33

Bảng 2 9 Thông số nguồn tổ ong 24V 36

Bảng 2 10 Thông số cảm biến quang 38

Hình 1.7 Hệ thống xếp hàng sử dụng động cơ servo GA 10

Hình 1.8 Cơ cấu step gắn vitme 12

Hình 1 9 Sơ đồ khối các khâu chính trong hệ thống 15

Hình 1 10 Sơ đồ đấu nối PLC S7 1200 20

Hình 2 11 Sơ đồ nguyên lý nguồn tổ ong 34

Hình 2 12 Cảm biến quang Omron 38

Hình 2 13 Cơ cấu vitme bi 39

Hình 2 14 Nút nhấn 41

Hình 2 15 Công tắc hành trình 42

Hình 3 2 Mạch đi dây động cơ bước 45

Hình 3 3 Mạch đi dây van điện từ 46

Hình 3 4 Mạch sơ đồ đấu nối PLC với thiết bị 47

Hình 3 5 Sơ đồ đấu nối xy lanh 48

Hình 3 6 Lưu đồ thuật toán 2 chế độ 49

Hình 3 7 Lưu đồ thuật toán chế độ điều khiển bằng tay băng tải và xy lanh 50

Hình 3 8 Lưu đồ điều khiển bằng tay động cơ bước 51

Hình 3 9 Lưu đồ thuật toán chế độ điều khiển tự động 52

Hình 3 10 Biểu tượng phần mềm lập trình 54

Hình 3 11 Configure a device 54

Hình 3 12 Chọn CPU 1214 DC/DC/DC 55

Hình 3 13 Giao diện phần mềm TIA Portal 56

Hình 3.14 Giao diện lập trình OB 56

Hình 3 20 Biểu tượng WinCC 60

Hình 3 21 Thiết lập project trên WINCC 61

Hình 3 22 Chọn loại truyền thông để kết nối giữa WinCC và PLC S7-1200 62

Hình 3 23 Kết nối network của PLC và PC-System để kết nối với nhau 62

Hình 3 24 Vào màn hình WINCC 63

Hình 3 25 Giao diện giám sát và điều khiển 63

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XẾP PHÔI1.4 Hệ thống xếp phôi tự động

Hình 1 1 Hệ thống xếp phôi hàng tự động

Hệ thống xếp hàng hóa hiện nay có rất nhiều ứng dụng thực tế, trong quy trình sản xuấtcủa các nhà máy xí nghiệp và chia thành những loại như sử dụng cơ cấu xy lanh khí nén, sửdụng tay máy robot, sử dụng động cơ sevor GA…

Hiện nay, các quá trình sản xuất các sản phẩm trên máy cắt kim loại, các máy gia côngbằng áp lực (như cán, uốn, dập,…), các quá trình công nghệ lắp ráp sản phẩm cơ khí haykiểm tra, các hệ thống sản xuất trong các ngành công nghiệp nói chung như sản xuất phânbón, vật liệu xây dựng, thực phẩm… đều phát triển theo xu hướng tự động hóa ngày càngcao Để đảm bảo được quá trình sản xuất ổn định thì cần thiết phải có quá trình cung cấpphôi chính xác về vị trí trong không gian theo đúng nhịp (cấp đúng lúc) và liên tục theo chutrình hoạt động của máy một cách tin cậy.

Vì thế quá trình cấp phôi là một trong những yêu cầu cần thiết, cần phải được nghiên cứuvà giải quyết trong các hệ thống sản xuất tự động nhằm mục đích nâng cao năng suất lao

động, sử dụng và khai thác các máy móc, thiết bị một cách có hiệu quả nhất và nâng cao chấtlượng sản phẩm.

Ngày nay, các loại hàng hóa ngày càng nhiều, chính vì vậy việc xây dựng hệ thống xếpphôi là cần thiết, nhất là ở các ngành sản xuất như: sản xuất linh kiện điện tử, sản xuất hànghóa Việc xếp phôi do con người làm việc trực tiếp bằng tay chân sẽ không thể cải thiệnđược năng suất và không thể làm việc trong môi trường làm việc nguy hiểm Chính vì vậy,với sự phát triển của công nghệ hiện đại thì việc khó khăn đó được giải quyết dễ dàng Việcxây dựng các hệ thống xếp phôi tự động giúp tiết kiệm thời gian, chi phí qua đó giúp nângcao năng suất phù hợp với yêu cầu được đặt ra.

Nghiên cứu hệ thống cấp phôi tự động là giải quyết từng giai đoạn một cách triệt đểtrong tổng thể toàn bộ hệ thống cấp phôi và phải được đặt trong từng điều kiện làm việc cụthể của từng máy móc, thiết bị và công đoạn sản xuất Trong quá trình nghiên cứu hệ thốngcấp phôi tự động thì mục tiêu chính cần phải đạt được đó là hệ thống cấp phôi cần phải hoạtđộng một cách ổn định và tin cậy, có nghĩa là phải cung cấp phôi một cách kịp thời, chínhxác về vị trí trong không gian, đủ số lượng theo năng suất yêu cầu có tính đến lượng dự trữvà thu nhận sản phẩm sau khi sản xuất xong một cách an toàn và chính xác.

Trong thực tế hiện nay của các ngành sản xuất nói chung, người ta đang sử dụng khárộng rãi các cơ cấu cấp phôi bằng cơ khí, hoặc phối hợp cơ khí – điện, cơ khí- khí nén Vớisự phát triển mạnh của lĩnh vực điều khiển tự động và Robot đã cho phép dựa vào các taymáy, người máy làm việc theo chương trình và dễ dàng thay đổi được chương trình một cáchlinh hoạt thích ứng với các kiểu phôi liệu khác nhau khi cần thay đổi các sản phẩm Đây làmột trong những tính chất rất quan trọng mà nhờ nó có thể áp dụng công nghệ tiên tiến vàotrong quá trình sản xuất dạng loạt nhỏ và loạt vừa mà vẫn có thể mang lại hiệu quả kinh tếcao.

Có thể thấy rằng, việc nghiên cứu hệ thống cấp phôi tự động có tính bao quát và bao gồmnhiều lĩnh vực và liên quan đến nhiều ngành công nghiệp khác nhau Tuy nhiên do giới hạncủa giáo trình và thời lượng nên trong tài liệu này chỉ đề cập đến một số nguyên tắc vànguyên lý cơ bản nhất về sự hoạt động của một số cơ cấu mang tính đặc trưng Hy vọng rằngtừ những cơ sở này, các độc giả có thể phát triển và sáng tạo thêm nhằm nghiên cứu và lựachọn giải pháp áp dụng đối với mỗi trường hợp cụ thể trong từng lĩnh vực sản xuất công

nghiệp một cách thích hợp Nội dung chính trong giáo trình này chỉ trình bày những phầntính toán đối với các chi tiết trong gia công cơ khí vì riêng về mức độ đa dạng và phong phúvề kích cỡ, hình dáng, các đặc điểm về vật liệu và một số tính chất khác cũng đã là quánhiều Cũng chính vì thế mà trong phần này chỉ đi sâu giải quyết cho một số kiểu sản phẩmcó tính chất điển hình, trên cơ sở đó, người đọc có thể phát triển đối với các kiểu chi tiết cụthể trong lĩnh vực gia công cơ khí nói riêng và trong các ngành công nghiệp nói chung.

Hệ thống cấp phôi tự động trước hết phải nằm trong các hệ thống sản xuất mang tính tựđộng từng phần hay toàn phần và không thể có hệ thống sản xuất tự động mà không có quátrình cấp phôi tự động Quá trình cấp phôi tự động có những ưu điểm sau:

 Nâng cao năng suất do giảm thời gian phụ (là thời gian gá đặt phôi và tháo sảnphẩm sau khi gia công).

 Đảm bảo được năng suất gia công theo tính toán vì nó đảm bảo được chu kỳ cấpphôi chính xác, không bị ảnh hưởng đến các yếu tố về khách quan như: tình trạngtâm sinh lý và trạng thái sức khoẻ của con người.

 Đảm bảo độ chính xác gá đặt cao vì trước khi phôi đến vị trí để cấp cho máy côngtác thì nó đã được định hướng chính xác trong không gian và đúng tọa độ theo yêucầu, đồng thời tốc độ di chuyển của phôi đã được điều chỉnh để phù hợp với cơcấu gá đặt.

 Cải thiện được điều kiện làm việc cho công nhân: Giải phóng cho con người trongcác công việc lao động phổ thông nhàm chán (như lặp đi lặp lại một động tác cótính đơn giản); Trong các công việc nặng nhọc (như di chuyển và gá đặt các phôicó kích thước lớn, khối lượng lớn); Các công việc có thể gây ra nguy hại cho sứckhoẻ của người công nhân như các phôi liệu có thể có các cạnh sắc, ví dụ: cácbavia, rìa mép của các phôi dập, rèn, đúc…; Các công việc gây sự mỏi mệt chocông nhân như phải tập trung chú ý để tìm, chọn, phân loại và định hướng (nhất làcác chi tiết có hình dạng gần giống nhau hoặc khó phân biệt về hướng).

 Đảm bảo an toàn cho người sử dụng và các máy móc thiết bị như: Có thể loại khỏidây chuyền sản xuất các phôi có nhiều sai số và khuyết tật để đảm bảo sự làm việcổn định cho thiết bị; Tránh tình trạng máy bị quá tải do lượng dư quá lớn hoặc

không đều; Tránh được sự rung động và các tải trọng động có biên độ lớn trongquá trình gia công do các khuyết tật trên phôi.

Ứng dụng hệ thống gắp thả trong công nghiệp:

 Thực phẩm: gắp - đặt và đóng gói bánh mì, bánh ngọt, bánh kẹo, nước uống, rượu, bia, vào khay và thùng.

 Hàng tiêu dùng: gắp - đặt và đóng gói gia vị, giấy ăn, nước giặt, dầu gội, vào các thùng carton.

 Dược phẩm - y tế: gắp - đặt và đóng gói các loại thuốc dạng hộp thuốc - lọ thuốc, dạng vỉ, dạng siro, vắc xin,

 Điện - điện tử: gắp - đặt và đóng gói bản mạch, linh kiện điện tử, vào hộp, khay, thùng,

 Intralogistic: gắp - đặt, đóng gói và vận chuyển các sản phẩm.

 Vật liệu xây dựng: Gắp đặt và bốc xếp vật liệu xây dựng (gạch, men, gốm, sứ, bao tải xi măng ) lên Pallet.

 Thiết bị tự động hóa: Robot, máy, máy tự động hóa, đóng gói và quấn màng.

1.2 Một số hệ thống ứng dụng gắp thảHệ thống xếp phôi tự động:

Hình 1.2 Hệ thống gắp thả phôi

Hệ thống gắp hàng lên pallet sử dụng robot:

Hình 1.3 Hệ thống gắp hàng lên pallet sử dụng robot

Hệ thống gắp thả sử dụng robot delta:

Hình 1.4 Hệ thống gắp thả sử dụng robot delta

1.3 Một số phương án cho hệ thống xếp phôi

Phương án 1: Hệ thống xếp phôi bằng cơ cấu xy lanh khí nén

Hình 1.5 Hệ thống xếp hàng bằng cơ cấu khí nén

Ứng dụng:

- Hệ thống sử dụng xy lanh khí nén được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực tiềm ẩn nguyhiểm và có nguy cơ xảy ra cháy nổ cao như các đồ giá kẹp, các chi tiết nhựa, chất dẻo, ứngdụng cấp phôi gia công trong các ngành gia công cơ khí, chế tạo máy.

- Ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất thiết bị điện tử, yêu cầu môi trường làm việcsạch.

- Ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất thực phẩm như chiết nước vào chai, rửa bao bì tựđộng, sấy khô thực phẩm.

- Ứng dụng trong các thiết bị vận chuyển như băng tải, thang máy công nghiệp.- Ứng dụng trong ngành in ấn, đóng gói bao bì sản phẩm.

- Nhờ tính tin cậy và an toàn cao, máy nén khí còn là giải pháp hàng đầu trong việc thăm dònăng lượng từ xa, giúp điều hòa không khí ở cả nhiệt độ cực nóng và cực lạnh.

- Trong lĩnh vực sản xuất, chế tạo ô tô: Hệ thống khí nén rất cần thiết để tạo ra khí sạch, khíkhô và áp suất khí ổn định, giúp thực hiện những việc sửa chữa, lắp ráp các bộ phận xe mộtcách tự động.

- Trong ngành y tế, dược phẩm: khí nén là năng lượng được ưa chuộng hàng đầu để thựchiện các ứng dụng vận chuyển và sản xuất thuốc, dược phẩm, giúp sấy khô vỏ thuốc hiệuquả, đảm bảo an toàn vệ sinh tuyệt đối.

Ưu điểm:

- Chi phí thiết lập hệ thống thấp.

- Có khả năng truyền năng lượng đi xa so với hệ thủy lực.

- Khí được nén là không khí nên dễ sử dụng, an toàn, làm việc được trong môi trường dễcháy nổ, phóng xạ, hóa chất đảm bảo vệ sinh.

- Kết cấu sử dụng và điều khiển đơn giản dùng nhiều trong dây chuyền sản xuất.

Nhược điểm:

- Lực truyền tải trọng thấp.

- Thời gian đáp ứng chậm hơn so với hệ điện tử.- Khả năng lập trình kém.

- Dòng thoát ra ở đường dẫn gây tiếng ồn.

Phương án 2: Hệ thống xếp phôi sử dụng robot scara

Hình 1.6 Robot Scara

Ứng dụng của robot scara:

 Ứng dụng trong lắp ráp chi tiết nhỏ:

Robot Scara được đưa vào ứng dụng trong việc thực hiện nhiệm vụ lắp ráp các chi tiếtnhỏ với tốc độ cao như trong ngành công nghiệp điện tử hiện nay rất phổ biến loại Robotnày Chúng thực hiện những thao tác được cài đặt sẵn để lắp ráp các chi tiết nhỏ một cách dễdàng và nhanh chóng mà không cần lập trình quá phức tạp.

 Ứng dụng trong gắp và đặt:

Scara là một loại Robot có tốc độ nhanh và giá thành rẻ nên thường được chọn để đặtở những vị trí cần đến tốc độ cao trong dây chuyền lắp ráp và nhiệm vụ gắp cực nhanh.Điểm ưu thế của nó là dễ dàng lắp đặt hơn so với nhiều loại Robot khác trên thị trường hiệnnay và không nhất thiết phải gắn lên không gian làm việc.

 Ứng dụng khắc Laser:

Scara có độ chính xác cao trong quá trình vận hành và thực hiện các hành động củamình Chính vì vậy mà nó đặc biệt phù hợp với các tác vụ khắc và vẽ bằng Laser.

 Ứng dụng in 3D:

Trong lĩnh vực máy in 3D, Scara là một loại Robot thực hiện nhiệm vụ in 3D nàytrên nhiều sản phẩm và chất liệu khác nhau trong các nhà máy sản xuất.

 Ứng dụng hàn:

Scara hiện nay được ứng dụng cực phổ biến với ngành công nghiệp điện tử, bởichúng có thể thực hiện được nhiều nhiệm vụ sản xuất cốt lõi bên trong Nhiệm vụ được sửdụng nhiều nhất đến Robot Scara chính là hàn Nó sẽ tạo ra các đầu hàn với chất lượng đồngnhất và cải thiện hiệu quả, cùng với độ chính xác cao cho các sản phẩm phải sản xuất hàngloạt.

Ưu điểm:

 Ưu thế về sự linh hoạt:

Do Scara là Robot tuân thủ có tính chọn lọc nên nó sẽ linh hoạt hơn so với các loại Robot Gantry hay Robot Descartes Nó có thể thực hiện nhiều chuyển động linh hoạt khác nhau theo điều khiển và thiết kế từ nhà sản xuất cho từng lĩnh vực mà nó ứng dụng.

 Ưu điểm về mặt tốc độ:

Robot Scara rất phù hợp cho các ứng dụng lắp ráp tốc độ cao hiện nay bởi sự linh hoạt và tốc độ nhanh hơn so với Robot 6 trục Chính vì vậy mà nó được dùng vào ứng dụng để gắp và đặt.

 Ưu điểm về trục:

Scara có 4 trục cho chuyển động Thông qua đó nó có thể chuyển động đa dạng và linh hoạt các hoạt động khác nhau theo thiết kế của nhà sản xuất.

 Tải trọng:

Robot Scara có tải trọng khá thấp, nó thường dao động trong khoảng từ 0.5 - 20kg Điều này giúp nó dễ dàng vận chuyển và lắp đặt cho các dây chuyền sản xuất hoặc ứng dụngvào nhiều lĩnh vực hơn.

 Tính lặp lại:

Scara được thiết kế với tính năng lặp lại tốt và có độ chính xác cực cao Điều này là một trong những thiết kế nổi bật nhất để nó được đưa vào ứng dụng với các dây chuyền lắp ráp khác nhau hiện nay trong lĩnh vực công nghiệp đó

Nhược điểm:

- Chi phí bảo dưỡng cao.

- Chi phí đầu vào mua trang thiết bị cao.

- Cần phải kết hợp thêm các bộ điều khiển để tạo thành nhiều dây chuyền lớn.

Phương án 3: Hệ thống xếp hàng sử dụng động cơ servo GA

Hình 1.7 Hệ thống xếp hàng sử dụng động cơ servo GA

Ứng dụng của hệ thống điều khiển servo:

 Ứng dụng trong ngành gia công cơ khí:

Hiện nay ngành gia công cơ khí đặc biệt là đối với việc gia công các sản phẩm có độchính xác cao ví dụ như máy cắt laser hay một số máy cắt khác thì người ta sẽ lựa chọn động

cơ Servo thay vì động cơ bước như trước đây Bên cạnh đó nó còn được ứng dụng rất nhiềutrong các loại máy cắt CNC PLasma khác.

 Ứng dụng trong điều khiển vận chuyển:

Thiết bị vận chuyển là các linh kiện tuyệt đối không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực,khi các ngành công nghiệp trở nên tinh vi và tự động hóa.

Một trong các ứng dụng điển hình là việc di chuyển các thiết bị trong nhà kho qua hệthống băng tải Động cơ servo giúp điều khiển tốc độ nhanh chậm theo mục đích sử dụng.

 Ứng dụng trong ngành sản xuất nhựa:

Khuôn mẫu được chế tạo theo phương pháp ép đùn là thiết bị gia công các bộ phậnnhựa Vật liệu nhựa được ra nhiệt và tan chảy, sau đó được đùn vào trong khuôn để gia côngcác bộ phận.

Các khuôn mẫu thông thường chủ yếu sử dụng điều khiển thủy lực, tuy nhiên ngàynay càng có nhiều khuôn mẫu sử dụng hệ thống servo để tiết kiệm điện.

 Ứng dụng trong ngành điện – điện tử:

Máy lắp thiết bị điện lên trên bảng mạch, cần tới tốc độ cao và độ chính xác cao Cácservo AC thỏa mãn yêu cầu này.

 Ứng dụng trong ngành sản xuất thực phẩm:

Nhu cầu về quy trình thực phẩm chất lượng cao và an toàn hơn ngày càng tăng và vìvậy động cơ servo thường được sử dụng như là giải pháp cho nhiều lĩnh vực, ngay cả đối vớiquy trình thực phẩm.

Ưu điểm:

- Điều khiển tốc độ tốt, điều khiển trơn tru trên toàn bộ vùng tốc độ, không dao động.

- Điều khiển vị trí chính xác cao phụ thuộc vào độ mã hóa.- Momen xoắn, quán tính thấp.

- Không gây ồn.

- Không sử dụng chổi than nên không tốn chi phí bảo trì.

Nhược điểm:

- Điều khiển phức tạp.

- Cần phải cài đặt parameter cho các thông số.

- Giá thành cao hơn so với động cơ chạy xung khác như động cơ bước…

Phương án 4: Hệ thống sử dụng vitme kết hợp với xy lanh khí nén.

Hình 1.8 Cơ cấu step gắn vitme

Ưu điểm của vitme:

 Ma sát trượt không đáng kể:

Tiêu chuẩn trục vít me đai ốc chất lượng cao phải hạn chế tối đa lực ma sát trượttrong quá trình biến đổi chuyển động, đem lại hiệu suất làm việc vượt trội, những chuyểnđộng chính xác, trơn tru, nhẹ nhàng, ít tiếng động.

 Không có độ rơ, độ cứng cao:

Bộ vít me chất lượng sẽ không tồn tại khe hở trong mối ghép, không có độ rơ khi vítme bị đảo chiều quay Đồng thời, các viên bi tạo áp lực đồng đều trên toàn bộ bề mặt trụcvít, đảm bảo độ cứng vững cao, cho phép tạo ra lực căng ban đầu hiệu quả.

 Cho phép hoạt động hiệu quả với tốc độ cao:

Sử dụng vít me đai ốc bi đem lại hiệu suất truyền động cao, nhiệt độ thấp, có thể dichuyển với tốc độ cao mà không ảnh hưởng đến chất lượng chuyển động.

Ưu điểm của động cơ bước:

 Tính linh hoạt:

Động cơ bước mang lại sự linh hoạt trong ứng dụng cho nhiều ứng dụng Vì thiết kếcủa động cơ bước cung cấp mô-men xoắn giữ cố định mà không cần động cơ được cấp điện.

 Mô men xoắn lớn hơn:

Mô-men xoắn của mô-tơ bước có cùng kích thước của mô-tơ servo Ở tốc độ thấphơn mô-men xoắn của mô-tơ servo.

 Động cơ bước cung cấp tuổi thọ lâu hơn:

Nhiều bộ phận chuyển động không có ma sát Vì vậy người ta coi động cơ bước manglại tuổi thọ cao hơn khi xét rằng vòng bi về cơ bản là bộ phận duy nhất sẽ bị mài mòn.

 Động cơ bước quá tải an toàn:

Động cơ bước về cơ bản là an toàn quá tải Động cơ không thể bị hỏng do quá tải cơhọc Nhưng tổn hao vị trí có thể xảy ra ảnh hưởng đến độ chính xác Và khả năng lặp lại khitải tăng vượt quá thiết kế Đây là lý do tại sao động cơ bước phù hợp hơn cho các ứng dụngtải liên tục.

 Góc quay của động cơ bước tỷ lệ với xung đầu vào:

Một ưu điểm khác là góc quay của động cơ bước tỷ lệ với xung đầu vào Một lần nữachúng ta đã học ở bài trước, động cơ bước là gì và cách hoạt động của nó Việc di chuyểnđến một vị trí chính xác chỉ đơn giản là gửi đúng số lệnh xung.

Ưu điểm của xy lanh khí nén:

- Chi phí thiết lập hệ thống thấp.

- Có khả năng truyền năng lượng đi xa so với hệ thủy lực

- Khí được nén là không khí nên dễ sử dụng, an toàn, làm việc được trong môi trường dễcháy nổ, phóng xạ, hóa chất đảm bảo vệ sinh.

- Kết cấu sử dụng và điều khiển đơn giản dùng nhiều trong dây chuyền sản xuất.

1.3 Lựa chọn hệ thống cho đồ án.

Sau khi đưa ra 1 số hệ thống xếp phôi tự động, qua tìm hiểu ưu nhược điểm nhóm em

lựa chọn phương án 4: Hệ thống xếp phôi sử dụng vitme kết hợp với xy lanh khí nén.

Nguyên tắc làm việc của hệ thống:

Băng tải vận chuyển sản phẩm đến vị trí gắp vật.Khi cảm biến quang phát hiện vật thìbăng tải sẽ dừng lại.Cơ cấu xy lanh gắp vật hạ xuống khi chạm cảm biến hành trình dưới củaxy lanh thì xy lanh kẹp tác động để kẹp vật Sau đó xy lanh nâng lên chạm cảm biến hànhtrình trên của xy lanh thì trục vitme hoạt động đưa vật đến vị trí đã được đặt trước.

Khi đến vị trí đã đặt xy lanh sẽ hạ xuống chạm cảm biến hành trình dưới của xy lanhthì xy lanh kẹp sẽ nhả ra đặt vật vào khay.Sau khi nhả vật xy lanh sẽ nâng lên đến khi cảmbiến hành trình trên thì trục vitme sẽ chạy về điểm gốc để bắt đầu gắp sản phẩm tiếp theo.

Khi đủ 3 sản phẩm/khay thì xy lanh dưới sẽ đẩy khay chứa sản phẩm ra rồi rút về để cấp tiếpkhay mới vào Chu trình hoạt động liên tục khi nào nhấn nút stop thì sẽ dừng hoạt động.

1.4 Mục tiêu cần đạt.Mục tiêu kĩ thuật:

- Hệ thống hoạt động ổn định, đạt độ chính xác cao.- Đảm bảo an toàn lao động.

Kết luận chương 1:

- Tìm hiểu tổng quan về hệ thống xếp phôi trong công nghiệp.- Đưa ra các phương án cho hệ thống.

- Lựa chọn phương án thiết kế.

- Xây dựng nguyên lý làm việc cho hệ thống xếp phôi.- Đưa ra sơ đồ khối hệ thống.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG XẾP PHÔI2.1 Bộ điều khiển PLC.

Khái niệm về PLC:

PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển lập trình được cho phép

thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình Ngườisử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện Các sự kiện này đượckích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễnhư thời gian định thì hay các sự kiện được đếm PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ-le) trong thực tế PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào.Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo

Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder, SFC, FBD

Hình 2 1 Cấu trúc của PLC

Nguyên lý hoạt động của PLC:

CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết để thực thi Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ.

Ưu điểm và nhược điểm của PLC

Ưu điểm:

- Bộ điều khiển PLC chống nhiễu tốt, đáng tin cậy trong môi trường công nghiệp.- Đáp ứng các giải thuật phức tạp, độ chính xác cao.

- Gọn nhẹ, lắp đặt dễ dàng.

- Thay thế hoàn toàn mạch điều khiển relay thông thường, dễ dàng đáp ứng mọi yêu

cầu điều khiển.

- Hỗ trợ các chuẩn mạng truyền thông công nghiệp, tạo sự kết nối và trao đổi dữ liệu

giữa các thiết bị trong và ngoài nhà máy đáp ứng tiêu chuẩn công nghiệp 4.0.

Nhược điểm:

 Giá thành cao: Chi phí sản phẩm cao hơn so với chi phí mạch relay thông thường.Tuy nhiên, hiện nay thị trường VN đã có mặt rất nhiều hãng PLC của Đức, Nhật Bản,Mỹ, Trung Quốc… dẫn đến giá thành cạnh tranh hơn so với trước.

 Chi phí phần mềm lập trình: Chi phí mua licence phần mềm lập trình tùy thuộc vàohãng sản xuất Hiện nay có 2 dạng: hãng sản xuất cho phép sử dụng miễn phí và hãngsản xuất yêu cầu mua licence.

Yêu cầu người sử dụng có kiến thức về lập trình PLC: Để thiết bị PLC đáp ứng tốt trongđiều khiển, người sử dụng cần có kiến thức căn bản về lập trình PLC.

Vai trò của PLC trong hệ thống tự động hóa:

Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang đặt ra thách thức không nhỏ đối với các doanhnghiệp Trong dây chuyền sản xuất của doanh nghiệp, PLC không đơn thuần là thiết bị điềukhiển đáp ứng về logic và tốc độ mà còn về truyền thông, trao đổi dữ liệu giữa các thiết bịđiều khiển khác, tạo nên một mạng lưới khép kín.

Bộ PLC S7 1200 của hãng siemens.

Hình 2 2 Bộ điều khiển PLC S7 1200

Bộ điều khiển CPU S7-1200 DC/DC/DC cung cấp sự linh hoạt và sức mạnh để kiểm

soát nhiều loại thiết bị hỗ trợ cho nhu cầu tự động hóa của bạn Thiết kế nhỏ gọn, cấu hình

linh hoạt và bộ hướng dẫn mạnh mẽ kết hợp để biến S7-1200 thành một giải pháp hoàn hảođể kiểm soát nhiều ứng dụng.

CPU PLC S7-1200 DC/DC/DC kết hợp bộ vi xử lý, mạch cấp nguồn, đầu vào và đầu

ra tích hợp, PROFINET tích hợp, I / O điều khiển chuyển động tốc độ cao và đầu vào tươngtự trên bo mạch trong vỏ nhỏ gọn để tạo ra bộ điều khiển mạnh mẽ.

CPU PLC S7-1200 DC/DC/DC cung cấp cổng PROFINET để truyền thông qua mạng

PROFINET Các mô-đun bổ sung có sẵn để liên lạc qua các mạng PROFIBUS, RS485 hoặcRS232.

Với CPU PLC S7-1200 DC/DC/DC:

 Đối với đầu vào là Sink, kết nối cổng M với chân âm (-) Đối với đầu vào là Source, kết nối cổng M với chân dương (+) Đầu vào là nguồn điện 24V DC

 Đầu ra là 24V DC

 Sơ đồ đấu ngõ vào ngõ ra của PLC 1212C DC/DC/DC

Hình 1 10 Sơ đồ đấu nối PLC S7 1200

Bảng 2 1 Thông số kĩ thuật của CPU 1212C DC/DC/DC

- Sử dụng động cơ bước trong hệ thống có tác dụng làm quay trục vitme để dẫn động

cơ cấu gắp chai, cơ cấu bàn trượt khay.

Step Motor là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dướidạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyểnđộng của Rotor và có khả năng cố định Rotor vào những vị trí cần thiết.

Ưu điểm của Stepper Motor:

 Không chổi than:

Không xảy ra hiện tượng đánh lửa chổi than làm tổn hao năng lượng, tại một số môitrường đặc biệt (hầm lò…) có thể gây nguy hiểm.

 Tạo được mômen giữ:

Động cơ bước là thiết bị làm việc tốt trong vùng tốc độ nhỏ Nó có thể giữ đượcmômen thậm chí cả vị trí nhờ vào tác dụng hãm lại của từ trường rotor.

 Điều khiển vị trí theo vòng hở:

Một lợi thế rất lớn của động cơ bước là ta có thể điều chỉnh vị trí quay của rotor theoý muốn mà không cần đến phản hồi vị trí như các động cơ khác, không phải dùng đếnencoder hay máy phát tốc (khác với servo).

 Độc lập với tải:

Với các loại động cơ khác, đặc tính của tải rất ảnh hưởng tới chất lượng điều khiển.Với động cơ bước, tốc độ quay của rotor không phụ thuộc vào tải (khi vẫn nằm trong vùngmomen có thể kéo được) Khi momen tải quá lớn gây ra hiện tượng trượt, do đó không thểkiểm soát được góc quay.

Nguyên lý điều khiển động cơ bước (Step Motor):

Stepper Motor không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng bước nêncó độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học Chúng làm việc nhờ các bộ chuyển mạchđiện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và một tần số nhất định Tổng sốgóc quay của rotor tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quaycủa rotor phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi.

Phương pháp để điều khiển động cơ bước:

 Điều khiển động cơ bước dạng sóng (Wave): Đây là phương pháp điều khiển cấpxung cho bộ điều khiển, hoạt động lần lượt theo đúng thứ tự nhất định cho từng cuộndây pha.

 Điều khiển động cơ bước đủ (Full step): Đây là phương pháp điều khiển cấp xungcùng lúc, đồng thời cho cả 2 cuộn dây pha được sắp xếp kế tiếp nhau.

 Điều khiển động cơ nửa bước (Half step): Chính là phương pháp điều khiển kết hợpcả 2 phương pháp điều khiển động cơ dạng sóng và điều khiển động cơ bước đủ Khiđiều khiển động cơ theo phương pháp này thì giá trị của góc bước nhỏ hơn 2 lần và sốbước của động cơ bước cũng sẽ tăng lên 2 lần so với phương pháp điều khiển bằng

động cơ bước đủ Tuy nhiên, phương pháp điều khiển này có bộ phát xung điều khiểnvô cùng phức tạp.

 Điều khiển động cơ vi bước (Microstep): Đây là phương pháp mới, chỉ được áp dụngtrong quá trình điều khiển động cơ bước Từ đó, cho phép động cơ bước dừng lại vàđịnh vị trong khoảng vị trí nửa bước chính giữa 2 bước đủ.

Bảng 2 2: Thông số động cơ bước

2.3 Mạch driver động cơ bước TB6600.

Mục đích sử dụng:

- Nhận xung điều khiển từ bộ điều khiển PLC.

- Nhân xung và khuếch đại công suất để điều khiển động cơ bước.

Driver điều khiển động cơ bước TB6600 sử dụng IC TB6600HQ/HG dùng cho cácloại động cơ bước: 42/57/86 2 phase và 4 Phase với dòng tải là 4A/42VDC Driver có chấtlượng tốt, độ bền và độ ổn định cao, là loại thường được sử dụng nhất trong máy Cắt Laser,máy CNC,…

Hình 2 4 Driver TB6600 cho động cơ Step

Ưu điểm:

 Có hộp bảo vệ.

 Có sẵn các domino giúp cho việc đấu dây được dễ dàng hơn.

 Có thể mắc nối tiếp điện trở có giá trị 2k Ohm vào chân PTO của PLC để có thể điềukhiển được động cơ bước bằng PLC.

 Có thể dễ dàng chỉnh dòng điện cho động cơ bước bằng các công tắc có sẵn trêndriver, rất tiện lợi và dễ dàng.

Nhược điểm:

 Có giá thành đắt hơn các loại driver khác nhưng số tiền chênh lệch là không quá lớn. Điều khiển phức tạp hơn

Nối dây cho driver TB6600:

 DC+: Nối với nguồn điện từ 9 – 42VDC. DC-: Nối với điện áp âm của nguồn.

 A+ và A-: Nối vào cặp cuộn dây của động cơ bước.

 B+ và B-: Nối vào cặp cuộn dây còn lại của động cơ bước. PUL+: Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (+5V) cho TB6600. PUL-: Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (-) cho TB6600.

 DIR+: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (+5V) cho TB6600 Mắc dây tương tự như chânPUL+ nếu tín hiệu điều khiển là +24V.

 DIR-: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (-) cho TB6600. ENA+ và ENA-: Tín hiệu cho phép.

Xi lanh khí nén hay còn gọi là ben khí nén, xi lanh khí là một thiết bị cơ học, sử dụng sứcmạnh của khí nén để tạo ra lực cung cấp cho chuyển động Xi lanh khí nén giúp chuyển hóanăng lượng của khí nén thành động năng, tác dụng làm piston của xi lanh chuyển động,thông qua đó truyền động đến thiết bị hoạt động Bởi vì khí nén có khả năng nở rộng, khôngcó sự xuất hiện của năng lượng đầu vào từ bên ngoài

Nguyên lý hoạt động của xy lanh:

Khi được kích thích, không khí nén vào thành ống với một đầu của piston và do đó sẽchiếm không gian trong xy lanh Lượng khí này lớn dần sẽ làm piston di chuyển, khi pistondi chuyển sẽ sinh ra công và làm thiết bị bên ngoài hoạt động.

Lựa chọn xy lanh sử dụng trong hệ thống:

Thông số xy lanh trượt.

Hình 2 7 Xy lanh trượt

Bảng 2 5 Thông số xy lanh kẹp

Dạng năng lượng cung cấp Khí nénÁp suất tối đa khi vận hành 0.7 MpaÁp suất tối thiểu khi vận hành 0.1 Mpa

2.4 Van điện từ khí nén 5/2.

Mục đích sử dụng:

- Van điện từ nhận tín hiệu điều khiển từ PLC qua relay trung gian.

- Van điện từ có nhiệm vụ điều khiển xy lanh trong hệ thống: đó là xy lanh kẹp và xy lanh hạ.

- Các cổng của van điện từ 5/2 được cấp khí nên xy lanh mới có thể đóng mở được.

Khái niệm về van điện từ:

Van điện từ 5/2 là một loại van điện từ khí nén được sử dụng để cấp khí nén cho cáchệ thống thiết bị giúp van đóng mở và các hệ thống hoạt động Van điện từ 5/2 sử dụng đểlắp đặt trên các đầu khí nén van bi khí nén, van bướm khí nén, xy lanh khí, thiết bị khí nénvới chức năng đóng mở cấp khí nén.

Hình 2 8 Van điện từ 5/2

Cấu tạo của van điện từ 5/2:

Gồm hai phần chính gồm coil và thân van:

 Phần coil điện: Là nơi tiếp nhận nguồn điện từ bên ngoài, cho phép van hoạt động.Tùy 2 nguồn điện mà có thể chọn loại coil điện cho phù hợp: nguồn AC hoặc nguồnDC 24V, AC 220V …

 Phần thân van: Cấu tạo gồm 5 cửa và 2 vị trí được đánh dấu lần lượt A, B, R, P, S vớinhiệm vụ:

- P: Nơi đưa nguồn khí nén vào.- R và S: cổng xả khí.

- A và B: là vị trí kết nối trực tiếp với xylanh, đưa áp suất đến xy lanh giúp xy

lanh hoạt động.

Nguyên lý hoạt động của van điện từ:

Khi có nguồn điện sẽ sinh ra lực từ trường Lực này sẽ hút trục van chuyển động dọctrục và khiến cho các cửa van được mở ra để cho khí nén thông cửa Hoạt động này giúp chovan có thể thực điện nhiệm vụ cấp hoặc đóng dòng khí nén cho thiết bị cần hoạt động.

Khi van nằm ở trạng thái bình thường hay còn gọi là ở trạng thái van đóng thì cửa số1 sẽ được thiết kế thông với cửa số 2 Trong khi đó thì cửa số 4 sẽ được thông với cửa số 5.Nhưng khi van được cấp khí nén khiến cho van nằm trong tình trạng được mở hoàn toàn thìsẽ có sự thay đổi bắt đầu từ cửa số 1 và số 4 Ở đây sẽ xảy ra hiện tượng đảo chiều và khiếncho cửa số 1 thông với cửa số 4 Trong khi đó thì cửa số 2 thông với cửa số 3 Riêng cửa số5 sẽ bị chặn lại.

Lựa chọn van điện từ

Bảng 2 6 Thông số van điện từ

Số cổng 15 cổng 2 vị tríÁp suất hoạt động 0.15-0.8 MpaNhiệt độ hoạt động -10-70 oC

2.5 Băng tải.

Mục đích sử dụng:

- Băng tải sử dụng trong hệ thống có mục đích vận chuyển hàng.

- Băng tải được điều khiển qua relay trung gian khi có tín hiệu điều khiển từ PLCĐộng cơ băng tải sử dụng trong hệ thống: động cơ điện 1 chiều

Khái niệm về động cơ một chiều:

Động cơ một chiều DC (DC là từ viết tắt của Direct Current Motors) là động cơ đượcđiều khiển bằng dòng có hướng xác định hay nói cách khác thì đây là loại động cơ chạybằng nguồn điện áp DC - điện áp 1 chiều.

Cấu tạo và phân loại động cơ điện 1 chiều:

- Stator: là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện.- Rotor: phần lõi được quấn các cuộn dây để tạo thành nam châm điện.- Chổi than (brushes): giữ nhiệm vụ tiếp xúc và tiếp điện cho cổ góp.

- Cổ góp (commutator): làm nhiệm vụ tiếp xúc và chia nhỏ nguồn điện cho các cuộn

dây trên rotor Số lượng các điểm tiếp xúc sẽ tương ứng với số cuộn dây trên rotor.

Căn cứ vào phương pháp kích từ, có thể chia động cơ điện 1 chiều thành những dòng chínhnhư sau:

- Động cơ điện 1 chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu.- Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập.

- Động cơ điện 1 chiều kích từ nối tiếp.- Động cơ điện 1 chiều kích từ song song.

- Động cơ điện 1 chiều kích từ hỗn hợp bao gồm 2 cuộn dây kích từ, 1 cuộn được mắc

nối tiếp với phần ứng, 1 cuộn được mắc song song với phần ứng.

Nguyên tắc hoạt động của động cơ điện 1 chiều:

Stato của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hoặc nhiều cặp nam châm vĩnh cửu haynam châm điện, rotor gồm có các cuộn dây quấn và được kết nối với nguồn điện một chiều.Một phần quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều chính là bộ phận chỉnh lưu, bộ phận này

làm nhiệm vụ đổi chiều dòng điện trong chuyển động quay của rotor là liên tục Thôngthường, bộ phận này sẽ có 2 thành phần: một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổgóp

Nếu trục của động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực ngoài thì động cơ này sẽhoạt động như một máy phát điện một chiều, và tạo ra một suất điện động cảm ứngElectromotive force Khi vận hành ở chế độ bình thường, rotor khi quay sẽ phát ra một điệnáp được gọi là sức phản điện động counter-EMF hoặc sức điện động đối kháng, vì nó đốikháng lại với điện áp bên ngoài đặt vào động cơ Sức điện động này sẽ tương tự như sứcđiện động được phát ra khi động cơ sử dụng như một máy phát điện Như vậy điện áp đặttrên động cơ sẽ bao gồm 2 thành phần: sức phản điện động và điện áp giáng tạo ra do điệntrở nội của các cuộn dây phản ứng

Ưu, nhược điểm và ứng dụng của động cơ điện 1 chiều.

Ưu điểm của động cơ điện 1 chiều:

 Khả năng điều chỉnh tốc độ và quá tải tốt. Tiết kiệm điện năng.

 Bền bỉ, tuổi thọ lớn.

Nhược điểm của động cơ điện 1 chiều:

 Bộ phận cổ góp có cấu tạo phức tạp, đắt tiền nhưng hay hư hỏng trong quá trình vậnhành nên cần bảo dưỡng, sửa chữa cẩn thận, thường xuyên.

 Tia lửa điện phát sinh trên cổ góp và chổi than có thể sẽ gây nguy hiểm, nhất là trongđiều kiện môi trường dễ cháy nổ.

 Giá thành đắt mà công suất không cao.

Lựa chọn động cơ cho băng tải

2.6 Relay trung gian.

Mục đích sử dụng:

- Relay trung gian có nhiệm vụ cách ly mạch điều khiển và khuếch đại công suất.- Relay sử dụng trong hệ thống để điều khiển thiết bị sau: Băng tải, van điện từ.

Khái niệm về relay trung gian:

Relay trung gian là loại thiết bị có chức năng chuyển mạch tín hiệu điều khiển vàkhuếch đại chúng với kích thước nhỏ Thiết bị được lắp đặt ở vị trí trung gian nằm giữa thiếtbị điều khiển công suất nhỏ và thiết bị công suất lớn hơn.

Cấu tạo của rơ le trung gian:

Bao gồm 2 phần chính:- Cuộn hút nam châm điện.

- Mạch tiếp điểm mạch lực.

Nam châm điện: Bao gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây.Cuộn dây đượcdùng để cuộn cường độ, điện áp hoặc cuộn cả điện áp lẫn cường độ Trong đó, lõi thép độngđược định vị bằng vít điều chỉnh găng bởi lò xo.

Tiếp điểm: Bao gồm tiếp điểm nghịch có vai trò đóng cắt tín hiệu thiết bị tải với dòngnhỏ được cách ly với cuộn hút.

Nguyên lý hoạt động của relay trung gian:

Khi dòng điện chạy qua rơ le trung gian, đi tới cuộn dây của nam châm điện, tạothành từ trường hút Từ trường tác động để đóng hoặc mở tiếp điểm điện Từ đó làm thay đổitrạng thái đóng mở của rơ le trung gian Tùy vào thiết kế mà số tiếp điểm điện sẽ thay đổikhác nhau.

Relay trung gian có 2 mạch hoạt động độc lập Một mạch sẽ điều khiển cuộn dâyrelay để dòng chảy có thể đi qua cuộn dây hoặc không đi qua Mạch còn lại sẽ điều khiểndòng điện để xem xét dòng điện có thể đi qua relay được hay không.

Lựa chọn relay trung gian cho hệ thống

Hình 2 10 Relay khối