Thiết kế hệ thống điều khiển cho công nghệ trong hình vẽ

ần tử không tiếp điểm Lời 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 dầu 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 phân tầng. Sinh viên thực hiện đồ án : Nguyễn Đình Thắng. MụC LụC trang Chương 1: Giới thiệu công nghệ 4 Chương 2: Xây dựng sơ đồ nguyên lý 12 Chương 3: Tính chọn các thiết bị 16 Chương 4: Sơ đồ lắp ráp và bảng đấu dây 19 Chương 1: giới thiệu công nghệ Công nghệ khoan một lỗ hai giai đoạn được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy cơ khí cùng với các máy cơ khí khác như máy tiện , máy bào , máy doa … Mô tả và phân tích công nghệ Mục đích của đồ án là xây dựng cấu trúc điều khiển chuyển động lên xuống với các vận tốc khác nhau của công nghệ khoan hai giai đoạn. Theo công nghệ yêu cầu: Sau khi ấn nút mở máy động cơ sẽ làm mũi khoan đi xuống với vận tốc v1, hành trình này kéo dài từ A đ B. Khi mũi khoan đến B (gặp vật liệu) cần giảm tốc độ khoan xuống vận tốc v2 để khoan vật liệu tiếp. Khi gặp C lưỡi khoan nhấc lên tháo phoi chuẩn bị cho giai đoạn khoan thứ hai. Quá trình đi lên được bắt đầu với vận tốc V1,quá trình kéo dài từ Cđ A. Khi gặp A khoan đảo chiều đi xuống với vận tốc V1 bắt đầu giai đoạn hai. Khi gặp C(gặp phôi) bắt đầu khoan xuống với vận tốc V2 cho đến khi gặp D khoan hết một lỗ khoan được nhấc lên với vận tốc V1 . Đi lên gặp A thì dừng lại kết thúc quá trình khoan. Sau khi kết thúc một chu kì mũi khoan sẽ tự động dừng lại ở đầu quá trình đi xuống của chu kì mới Muốn thực hiện các lần khoan tiếp theo phải ấn nút mở máy. Muốn dừng hoàn toàn trạng thái làm việc của hệ thống thì ấn nút dừng, dừng ở vị trí A; tức là đầu hành trình thuận. Từ việc mô tả yêu cầu công nghệ ở trên ta thấy rằng việc thực hiện có thể sử dụng điều khiển theo nguyên tắc hành trình. Bằng việc đặt tại các vị trí A, B, C, D các cảm biến vị trí, thực tế là sử dụng các côngtăctơ hành trình, ta sẽ thực hiện được trình tự đóng cắt mạch điều khiển một cách hợp lý, đáp ứng được yêu cầu công nghệ. Ngoài việc cơ bản dùng nguyên tắc hành trình để điều khiển ta có thể sử dụng thêm các nguyên tắc điều khiển khác, như : nguyên tắc thời gian, nguyên tắc dòng điện ẳ để có thể hoàn thiện cấu trúc điều khiển. Chi tiết việc thiết kế cấu trúc mạch điều khiển và cấu trúc mạch lực sẽ được trình bày dưới đây. Trình tự các bước xây dựng cấu trúc điều khiển. Theo yêu cầu của đề tài, dưới đây xin trình bày việc tổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp trạng thái Xác định các tín hiệu điều khiển & các tín hiệu chấp hành. Từ phân tích ở trên, ta đã xác định nguyên tắc điều khiển chuyển động lên xuống của khoan máy là nguyên tắc hành trình. Vì vậy, các tín hiệu điều khiển a, b, c ,d xác nhận vị trí của mũi khoan tại A, B, C, D trong mỗi chu kỳ chuyển động lên xuống. Quy ước các trạng thái của các tín hiệu điều khiển như sau: + a =1: Nếu mũi khoan qua A và ra lệnh điều khiển mũi khoan đi xuống với vận tốc V1 (nếu mũi khoan đang đứng yên tại A). + a =0: Khi mũi khoan rời khỏi A. + b =1: Xác nhận mũi khoan ở tại B. Ra lệnh mũi khoan tiếp tục chuyển động xuống với V2 nếu trước đó mũi khoan chuyển động xuống với V1 . + b =0: Khi mũi khoan rời khỏi vị trí B. + c =1: Xác nhận mũi khoan qua C. Ra lệnh cho mũi khoan tăng tốc từ V2 lên V1 và chuyển động đi lên, nếu trước đó mũi khoan chuyển động xuống với V2; còn nếu trước đó đang chuyển động lên với V1 thì tiếp tục duy trì trạng thái cũ.Ra lệnh cho mũi khoan chuyển động xuống với vận tốc V2 nếu trước đó chuyển động xuống với vận tốc V1. + c =0: Khi mũi khoan rời khỏi C. + d=1: Xác nhận mũi khoan ở tại D. Ra lệnh cho mũi khoan chuyển động đi lên với V1. + d =0: Khi mũi khoan rời khỏi D. Như vậy, các tín hiệu a, b, c, d là các tín hiệu xung. Các tín hiệu chấp hành (tín hiệu ra) là: L,X, V1, V2. Trong đó: L _ là tín hiệu chấp hành đóng tiếp điểm để mũi khoan chuyển động đi lên . X _ là tín hiệu chấp hành đóng tiếp điểm để mũi khoan chuyển động đi xuống. V1 _ là tín hiệu chấp hành đóng tiếp điểm để mũi khoan chuyển động với vận tốc V1. V2 _ là tín hiệu chấp hành đóng tiếp điểm để mũi khoan chuyển động với vận tốc V2. Các tín hiệu chấp hành sẽ xuất hiện khi một tổ hợp nhất định của các tín hiệu điều khiển tác động nhằm điều khiển mũi khoan chạy đúng ý đồ thiết kế. Xác định các trạng thái có thể có của hệ thống. Từ công nghệ ta thấy các trạng thái có thể có của hệ thống trong một chu kỳ như sau: Trong đó các trạng thái nước đôi là: 2,4,6,10 và 3,7,9 Lập lưu đồ chuyển trạng thái. Ký hiệu: Từ hoạt động của hệ thống ta mô tả trạng thái của hệ thống bằng lưu đồ chuyển trạng thái trong mỗi chu kỳ hoạt động như sau: 1 6 9 7 3 2 4 5 8 1000 Ta nhận thấy trạng thái 2, 4, 6, 10 là các trạng thái có cùng tín hiệu vào 0100 nhưng khác tín hiệu ra. 2 4 6 10 0100 0100 0100 0100 1001 0110 1010 0110 Ta nhận thấy trạng thái 3, 7, 9 là các trạng thái có cùng tín hiệu vào 0010 nhưng khác tín hiệu ra. 3 7 9 0010 0010 0010 0110 1001 0110 Như vậy có hai điểm nước đôi. Do đó ta sử dụng hai biến trung gian x, y 8 9 7 6 10 2 3 4 1 5 X X Y Y xy 1 b 2 c 3 b 4 a 5 b 6 c 8 c 9 b 7 d 10 a Từ sơ đồ trên ta viết hàm điều khiển cho từng trạng thái: Trạng thái xuống X: f(X) = xy + bxy + + b + c = xy + Trạng thái lên L: f(L) = y + by + x + cx+ b x = y + x = Trạng thái di chuyển với vận tốc V1: f(V1) = xy +y + by + + b + x + c x + b x = xy + y + x+ =1 Trạng thái di chuyển với vận tốc V2: f(V2) = bxy + c Hàm điều khiển của X+, X-, Y+, Y- như sau: f(X+) = d f(X-) = cxy f(Y+) = a x f(Y-) = ay Nhận xét: Ta nhận thấy V1 làm việc cả khi lên và khi xuống nhưng theo công nghệ khoan thì V1 làm việc khi không có V2, do đó ta phải hiệu chỉnh sơ đồ: f(V1) = (f(L) + f(X)) . = (y + x + xy + ).( bxy + c) = Hàm điều khiển của các biến như sau: f(X) = xy + f(L) = f(V2) = bxy + c f(V1) = f(X+) = d f(X-) = cxy f(Y+) = a x f(Y-) = ay Chương II Xây dựng sơ đồ nguyên lý Quá trình tổng hợp mạch điều khiển ở chương I đã đưa ra được một cấu trúc điều khiển về cơ bản đã đáp ứng được yêu cầu của công nghệ. Tuy vậy, nếu đem ngay cấu trúc này vào lắp ráp thì thực tế là không đáp ứng được các yêu cầu về bảo vệ các sự cố ( ngắn mạch, quá tải ngắn hạn, dài hạn ẳ). Để hoàn thiện mạch điều khiển ta sẽ bổ xung thêm vào cấu trúc điều khiển đã có một số mạch phụ trợ phục vụ mục đích bảo vệ và nâng cao độ tin cậy của sơ đồ. Các mạch bảo vệ Bảo vệ ngắn mạch. Ta đã biết dòng ngắn mạch lớn hơn nhiều lần dòng điện bình thường, gây các tác hại to lớn là làm hỏng dộng cơ, các thiết bị điều khiển. Yêu cầu của thiết bị bảo vệ là phải tác động cắt nhanh hệ thống ra khỏi lưới điện trước khi dòng ngắn mạch kịp phá huỷ thiết bị điện. Có thể thực hiện bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì hoặc rơ-le dòng cực đại tác động nhanh hoặc áptômát. Đối với trường hợp động cơ mũi khoan chuyển động lên xuống hoạt động theo chế độ chu kỳ ( chế độ ngắn hạn lặp lại) ta có thể dùng rơ-le dòng cực đại vừa làm nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch & vừa làm nhiệm vụ bảo vệ sự cố quá tải xung kích. Bảo vệ quá tải ngắn hạn xung kích. Hiện tượng quá tải xung kích tuy tồn tại trong thời gian ngắn, tác dụng phá huỷ về nhiệt là thứ yếu, nhưng dòng xung kích lớn có thể gây nên lực điện động lớn, làm hư hỏng các bộ phận của máy như các bối dây, cổ góp, làm hỏng cơ cấu cơ khí có liên quan khác. Để bảo vệ cắt trong trường hợp này ta dùng rơ-le dòng cực đại hay áptômát có cơ cấu tác động nhanh. Như đã đề cập ở trên, ta sẽ sử dụng rơ-le dòng cực đại để vừa bảo vệ ngắn mạch vừa bảo vệ quá tải xung kích. Bảo vệ cực tiểu và bảo vệ điểm không. Khi điện áp lưới bị mất hoặc giảm thấp dưới trị số cho phép, thì phải cắt mối liên hệ giữa nguồn và động cơ, phòng trường hợp khi có lại điện thì hệ thống không thể hoạt động không theo ý muốn của người vận hành. Để thực hiện bảo vệ cực tiểu hoặc bảo vệ điểm không, ta sử dụng rơ-le điện áp thấp kiểu điện từ. Cuộn dây của rơ-le được mắc vào điện áp lưới, còn tiếp điểm của nó đóng nguồn cung cấp cho mạch điều khiển động cơ. 4.Bảo vệ mất từ trường :Đối với động cơ một chiều kích từ độc lập hoặc kích từ song song khi xảy ra mất từ trường có thể gây ra dòng điện phần ứng tăng vọt ,do đó ta phải có các biện pháp để bảo vệ.Ta dùng 1 Rơle dòng điện RTT. Xây dựng sơ đồ nguyên lý Từ hàm điều khiển của các biến vào ra và biến trung gian ở trên sau khi đã hiệu chỉnh ta xây dựng sơ đồ nguyên lý như sau: + a, b ,c, d là các cảm biến vị trí + V1, V2 _ thay thế bằng các công tắc tơ gia tốc V1,V2 điểu khiển tốc độ làm việc của động cơ. + L, X _ thay thế bằng các công tắc tơ đường dây điều kiển các hành trình lên & xuống (L, X) . Từ phân tích sự cần thiết của việc bảo vệ các sự cố ở trên, ta sẽ sử dụng thêm các khí cụ phụ trợ gồm + Một rơ-le điện áp thấp RA hoặc một công tắc tơ đường dây Dg để làm nhiệm vụ bảo vệ cực tiểu và điểm không. + Một rơ-le dòng điện RTT để làm nhiệm vụ bảo vệ mất từ trường. + Rơ-le dòng cực đại RM để vừa làm nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch lại vừa làm nhiệm vụ bảo vệ quá tải xung kích. Ngoài ra, dùng thêm các nút ấn mở máy M, nút ấn dừng máy D Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch động lực & mạch điều khiển. Xem hình vẽ H3.2 Thuyết minh hoạt động của sơ đồ . Sơ đồ đã tổng hợp thực hiện điều khiển chuyển động lên xuống của một máy khoan. Hết một hành trình mũi khoan sẽ tự động dừng lại ở đầu hành trình xuống. Muốn làm tiếp một hành trình thì phải nhấn lại nút mở máy M. Hoạt động của sơ đồ như sau: Trước hết, muốn thực hiện một hành trình, ta đóng cầu dao CD sau đó nhấn nút mở máy M để đóng điện cho mạch lực. Rơ-le điện áp RA sẽ duy trì điện áp cấp cho mạch điều khiển chừng nào điện áp đạt trị số cho phép. Do ban đầu bàn máy đã ở hành trình thuận đi xuống, cảm biến vị trí a tác động. Lúc đó m =1 do đó X+=1 qua bộ trigơ hai trạng thái đưa đầu ra x=1 đầu vào Y+=1 dẫn đến đầu ra y=1. Như vậy x=1, y=1,a=1, b=0 qua bộ AND 3V đầu ra bằng 0, đầu ra qua bộ AND 4V cũng có giá trị logic 0 do cảm biến vị trí c chưa tác động, còn đầu ra qua bộ AND 7V đạt giá trị logic 1 tức là f(X) =1- đóng các tiếp điểm X109- 115 và X107- 111 động cơ máy khoan thực hiện hành trình đi xuống. Hai đầu vào của bộ OR 2H đều bằng 0 do đó đầu ra qua bộ NOT 1K được giá trị logic 1 tức là hàm f(V1) =1 - đóng tiếp điểm V1115- 117 đưa điện trở VR1 vào dẫn đến máy khoan thực hiện đi xuống với vận tốc V1. Khi máy khoan đi xuống chạm vào điểm B, cảm biến vị trí b tác động , tín hiệu b =1 lúc đó a=0 nhưng do vẫn có giá trị logic 0 nên y=0. Lúc đó, x=0, y=0, b=1 đầu ra bộ AND 3V có giá trị logic 1 đầu ra bộ 2H là 1 tức là f(V2) =1 - đóng tiếp điểm V2117- 119 ngắn mạch qua điện trở VR, máy khoan thực hiện hành trình đi xuống với vận tốc lớn V2. Khi máy khoan đi xuống đến C, cảm biến vị trí c tác động, tín hiệu c=1 làm cho đầu vào X- bằng 1 dẫn đến phần tử hai trạng thái 1TR lật trạng thái đầu ra x=0. Lúc này x=0, y=1, c=1: đầu ra của bộ AND 8V có giá trị logic 1 qua bộ 3H được f(L) =1- đóng các tiếp điểm L107- 109 và L111- 115 đồng thời mở các tiếp điểm X107-111 và X109-115 tức là máy khoan bắt đầu hành trình đi lên. Đồng thời đầu ra của bộ AND 3V và 4V đều bằng 0 do đó qua bộ 2H có giá trị logic 0, qua bộ NOT 1K có f(V1) =1máy khoan thực hiện chuyển động đi lên với vận tốc V1. Khi máy khoan đi lên gặp B, cảm biến vị trí b lại tác động, tín hiệu b=1. Lúc này x=0, y=1, b=1 đầu ra qua bộ 3V đảo giá trị nhưng qua bộ OR 2H vẫn là 0 do đó f(V1) =1 tức là máy khoan vẫn tiếp tục chuyển động đi lên với vận tốc V1. Khi máy khoan đi lên đến A, cảm biến vị trí a tác động, tín hiệu a=1 đưa chân vào Y- lên 1 làm cho 2TR lật trạng thái y=0. Lúc đó x=0, y=0, a=1: đầu ra của 3V, 4V, 7V bằng 0, đầu ra của 8V bằng 1 dẫn đến f(V1) =1, f(X) =1 máy khoan thực hiện chuyển động đi xuống với vận tốc V1. Khi máy khoan đi xuống gặp B, cảm biến b tác động , tín hiệu b=1 nhưng các gía trị đầu ra của 3V, 4V, 7V, 8V vẫn không thay đổi do đó máy khoan vẫn thực hiện đi xuống với vận tốc V1. Khi máy khoan đi xuống gặp C, cảm biến c tác động, tín hiệu c=1, đầu ra của bộ 4V đảo giá trị lên 1,do đó đầu ra của 2H cũng đảo lên 1 tức là f(V2) =1 đồng thời hàm f(X) vẫn không thay đổi giá trị máy khoan chuyển động đi xuống với vận tốc V2. Khi máy khoan đi xuống gặp D, cảm biến vị trí d tác động, tín hiệu d =1 đầu ra của 1V bằng 1 dẫn đến đầu ra của 1TR x =1. Lúc đó x =1, y=0, d=1 thì f(V2) đảo giá trị xuống 0, f(V1) =1 đồng thời hàm f(X) =0 và f(L) =1 máy khoan thực hiện chuyển động đi lên với vận tốc V1. Khi máy khoan đi lên gặp C, cảm biến c tác động, tín hiệu c=1 nhưng giá trị các đầu ra của 3V, 4V, 7V, 8V vẫn không thay đổi do đó máy khoan vẫn chuyển động đi lên với vận tốc V1. Khi máy khoan đi lên đến B, cảm biến b tác động, tín hiệu b=1 nhưng giá trị các đầu ra của 3V, 4V, 7V, 8V vẫn không thay đổi do đó máy khoan vẫn chuyển động đi lên với vận tốc V1. Khi máy khoan đi lên đến A, cảm biến vị trí a tác động, tín hiệu a=1 dẫn đến đầu ra của 2TR y=1, như vậy x=1, y=1, a=1, b=0 trở về trạng thái ban đầu. Muốn dừng máy ta ấn nút ấn M, lúc đó M cắt động cơ ra khỏi lưới điện. Khi điện áp nguồn không đủ trị số cho phép thì công tactơ RA không tác động mở tiếp điểm RA105- 107 cắt động cơ ra khỏi nguồn điện, đồng thời tiếp điểm RA113-111 đóng lại đưa điện trở Rh vào mạch động cơ làm cho động cơ nhanh chóng giảm tốc độ về 0. Khi xảy ra ngắn mạch hoặc quá tải xung kích thì côngtactơ RM tác động mở tiếp điểm RM107-125 cắt điện cấp cho RA mở tiếp điểm RA105-107 cắt động cơ ra khỏi nguồn điện. Khi xảy ra hiện tượng thiếu từ thông thì công tactơ RTT không tác động mở tiếp điểm RTT125-127 cắt điện cấp cho RA cắt động cơ ra khỏi lưới điện. + RM để bảo vệ ngắn mạch,đồng thời cũng để bảo vệ quá tải xung kích. Rơ-le này có tiếp điểm loại không tự phục hồi. Vì vậy, khi xảy ra sự cố ngắn mạch, ta cần phải nhấn nút ấn phục hồi cho RM thì mạch mới làm việc được. + RA là rơ-le điện áp thấp có tác dụng bảo vệ cực tiểu và bảo vệ không. + RTT để bảo vệ mất từ trường cuộn kích từ . Chương III Tính chọn các thiết bị Chọn các thiết bị mạch lực. Chọn động cơ: Với yêu cầu công nghệ ta dùng 2 động cơ một chiều, ta chọn loại động cơ một chiều kích từ song song loại AP-41, có các thông số sau: +P=15 KW, U=440V, nđm=710 v/ph , rư+rcp=0,177 W, rCKS=70 W, +số thanh dẫn tác dụng phần ứng N=492 + số thanh dẫn phần ứng : 2a=2 +số vòng trên cực từ của cuộn song song wcks=1480 + từ thông hữu ích của một cực từ f=1,7.10-2Wb + Iktđm=2,2 A, TĐ=25% Từ các thông số trên tính được: dòng mở máy cực đại Đối với động cơ công suất nhỏ thế này có thể sử dụng phương pháp mở máy trực tiếp không cần qua điện trở hạn chế. Đối với mạch bảo vệ ta chọn phương án bảo vệ rơle dòng cực đại Khi đảo chiều thực hiện hãm ngược bằng tất cả các điện trở tham gia trong mạch phần ứng theo nguyên tắc dòng điện bởi rơle dòng điện cực đại RH.Còn khi kết thúc một quá trình dùng hãm động năng để hãm cho động cơ dừng . Chọn cơ cấu phục vụ mạch lực. Cầu dao: Chọn cầu dao cách li 2cực loại P31 của Liên Xô cũ chế tạo có các thông sô: + Uđm=440V, Iđm=100 A + Kích thước : 80´50´75. Chọn các rơ-le dòng cực đại: + Rơ-le RM có tác dụng bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ quá tải xung kích, nên chọn loại có : Icđ ³ 1,2.2,5.Iđm =1,2´2,5´22,7 =68 A. Vậy ta chọn RM dùng loại RM1 – XA-100 của Đức chế tạo có các thông số sau: Iđm Đ=46,1 á 72A. Giới hạn điều chỉnh: 60á250 A. Dòng cực đại: 100A. kích thước 360 x 310 x 160 x 150 mm Chọn rơ-le bảo vệ không & cực tiểu. Vì từ mạch điều khiển ta lấy điện áp pha có Uđm=440V một chiều, nên chọn loại rơle có giới hạn chỉnh định chứa 440V chọn loại P' 60 có các thông số sau: Uđm=440V + Giới hạn điều chỉnh: U= 35%á55% Uđm. + Kích thước : 85´43mm. Chọn các nút ấn M, D. Là loại nút ấn tự phục hồi ta chọn theo điện áp điều khiển định mức và dòng cho phép. Dùng loại KY – 121 do LX chế tạo có I = 12A; U = 440V;1 chiều ;1nút bấm ; Iđóng,mở máy=60 A; Iliên tuc=15 A ; Icản=0,4 A kích thước102 x 78 mm Chọn các công tắc hành trình. Chọn công tắc hành trình theo điện áp điều khiển định mức và dòng định mức mà nó đóng cắt . Dùng loại KA-500 có các thông số: Iđm = 10A. Uđm =440V Iđóng gh=75 A ; Icăt gh=1,5 A Chọn các thiết bị mạch điều khiển: Trong sơ đồ nguyên lý ta sử dụng phần tử logic sau: a) Phần tử AND: _ Sáu phần tử AND 3 đầu vào: Ta sử dụng hai mạch tích hợp 7415 để thực hiện 6 phần AND 3 đầu vào. IC 7415 chứa 3 phần tử AND 3 đầu vào. Kí hiệu các chân của IC 7415 như hình bên. Nguồn nuôi VCC = + 5V ± 5% ( VCC_14 ). GND = 0V ( GND_7 ). Dải nhiệt độ: 0 á 700C _ Một phần tử AND 2 đầu vào: Ta sử dụng hai mạch tích hợp 7408 để thực hiện 1 phần AND 2 đầu vào. IC 7408 chứa 4 phần tử AND 2 đầu vào. Kí hiệu các chân của IC 7408 như hình bên. Nguồn nuôi VCC = + 5V ± 5% ( VCC_14 ). GND = 0V ( GND_7 ). Dải nhiệt độ: 0 á 700C b) Phần tử OR Hai phần tử OR 2 đầu vào: Ta sử dụng hai mạch tích hợp 7415 để thực hiện 2 phần OR 2 đầu vào. IC 7408 chứa 4 phần tử OR 2 đầu vào. Kí hiệu các chân của IC 7408 như hình bên. Nguồn nuôi VCC = + 5V ± 5% ( VCC_14 ). GND = 0V ( GND_7 ). Dải nhiệt độ: 0 á 700C c) Phần tử NOT Hai phần tử NOT 2 đầu vào: Ta sử dụng hai mạch tích hợp 7404 để thực hiện 2 phần OR 2 đầu vào. IC 7404 chứa 4 phần tử NOT 2 đầu vào. Kí hiệu các chân của IC 7404 như hình bên. Nguồn nuôi VCC = + 5V ± 5% ( VCC_14 ). GND = 0V ( GND_7 ). Dải nhiệt độ: 0 á 700C d) Các transistor khuếch đại chọn loại C388 được nuôi bởi nguồn 5V. e) Hệ thống được thiết kế 2 phần tử hai trạng ( hai D FlipFlop ). Ta dùng IC 74109 có chứa hai FlipFlop JK. Các vi mạch này được lắp trên bo mạch và được hàn chân theo sơ đồ nguyên lý tạo thành một khối với các chân tín hiệu vào, ra. CHƯƠNG iv: THIếT Kế SƠ Đồ LắP RáP Và BảNG ĐấU DÂY 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 . a)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 dựa vào các nguyên tắc sau: +) Nguyên 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. +) Nguyên 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. +) Nối dây tiện lợi: Đường nối dây ngắn nhất và ít chồng chéo nhau. Dựa vào các nguyên tắc trên, ta tiến hành bố trí thiết bị trên panel. Khi bố trí thiết bị cần phân thành từng nhóm riêng biệt để tiện việc sửa chữa, thay thế... Các phần tử trong một nhóm phải bố trí gần nhau nhất sao cho dây nối giữa chúng là ngắn nhất. Giữa các nhóm khác nhau phải bố trí sao cho thuận tiện cho việc tiến hành lắp đặt, sửa chữa, hiệu chỉnh. 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. Tên thiết bị điểm nối Tên thiết bị điểm nối Tên thiết bi điểm nối 1ĐN 1-GND 1ĐN 6-a 1ĐN 10-GND 2-GND 7-VCC(+5V) 11-m 3-c 8-VCC(+5V) 2ĐN 1-VCC(440V) 4-d 9-VCC(+5V) 3-GND 5-b Cầu dao 1CD 101_ 1.2ĐN T1 19-4. OR 1K 1(19)-4. OR 103_ 2.2ĐN 24- 2(21)- Cầu dao 2CD 2_ 3.2ĐN 23-1. 1ĐN 2K 1(20)- 10.OR 4_ RM T2 21-2. 1K 2(22)- RA 127_ RTT 27- 7V 1(6)-2TR 4_ RTT 26-1. 1ĐN 2(5)-1TR 105_ 4.2ĐN T3 20-10. AND1 3(17)-8.OR 107_ L 30- 8V 1(3)-2TR 113_ Rh 29-1. 1ĐN 2(2)-1TR 111_ X T4 22-2. 2K 3(18)-9. OR RM 119_ VR 33- AND1 1(4)-3. 1ĐN 4_ 32-2. 1ĐN 2(5)-12. AND1 107- Rf D0 121-Rf 3(1)-4. 1ĐN 125- RTT 123-RTT 4(2)-12. AND2 RTT 123- CKĐ D1 24-V2 5(3)-11. AND2 4- RM 25-7. 1ĐN 6(9)-2. OR 125- D2 27-V1 7-10. 1ĐN 127- 28-7. 1ĐN 8(6)-11. AND1 L 33- T D3 30-X 9(11)- 34-D4 31-7. 1ĐN 10(15)- 5.OR 107-CKĐ D4 33-L 11(6)- 109-5.2ĐN 34-8. 1ĐN 12(5)- 111-6.2ĐN 1TR 10-3. OR 13(7)-5. 1ĐN 115-VR 11-9. AND1 14- 9. 1ĐN X 30-T3 5-12. AND1 AND2 1(12)-6. 1ĐN 31-D3 2-4. AND1 2(13)-6. AND2 107-L 2TR 13-6. AND2 3(12)-1.AND2 109-L 14-9. AND2 4(5)-1TR 111-L 6- 11. AND1 5(2)-1TR V1 27-T2 3- 5.AND1 6(13)- 28-D2 OR 1(8)-11. 1ĐN 7-10. 1ĐN 115-X 2(9)- 8(6)-2TR 117-VR 3(10)- 9(14)- V2 24-T1 4(19)- 10(16)-6.OR 25-D1 5(15)- 11(3)-2TR 117-V1 6(16)- 12(2)-1TR 119-VR 7-10. 1ĐN 13(4)-3. 1ĐN CKĐ 107-Rf 8(17)- 14-9. 1ĐN 123- 9(18)- Rh 109-L 10(20)- 113- 14-9. 1ĐN Lời cảm ơn Việc hoàn thành các đồ án là rất quan trọng đối với sinh viên,nó giúp cho mỗi sinh viên tiếp cận với các vấn đề thực tế sau khi đã được trang bị các kiến thức về lí thuyết .Đồ án này khi hoàn thành đã giúp em hiểu rõ hơn về lí thuyết , đồng thời làm quen với các vấn đề thực tế khi thiết kế hệ điều khiển tự động cho một thiết bị. Mặc dù đã được trang bị khá kĩ về lí thuyết nhưng trong quá trình làm đồ án này em đã gặp rất nhiều khó khăn, được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy giáo em đã hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo lưu đức Dũng, người đã trực tiếp, tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Ngoài ra, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy Phan Cung đã giúp em nhiều ý kiến quý báu. Đồ án này mặc dù đã rất cố gắng hoàn thiện, nhưng chắc chắn không tránh khỏi một số hạn chế. Mong các thầy đóng góp những ý kiến quý báu để được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn thầy! Sinh viên thực hiện đồ án. Nguyễn Đình Thắng Tài liệu tham khảo 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 Sổ tay khí cụ điện và máy điện-Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật. 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. ._.