ThiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn cho m¸y ®ãng hép tù ®éng
MỞ ĐẦU
Sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia phụ thuộc rất nhiều vào mức độ
cơ giới hoá và tự động hoá các quá trình sản xuất. Với vai trò là mũi nhọn
của kỹ thuật hiện đại, lĩnh vực tự động hoá đang phát triển với tốc độ ngày
càng cao. Những thành tựu của lý thuyết Điều khiển tự động, Tin học công
nghiệp, Điện tử công suất, Kỹ thuật đo lường.... đã và đang được triển khai
trên quy mô rộng lớn, tạo nên những thiết bị và dây chuyền công nghiệp sản
xuất tự động với năng suất cao và chất lượng tốt. Trong quá trình sản xuất,
việc tự động hoá một dây chuyền sản xuất đóng vai trò rất quan trọng. Nó là
cầu nối giữa các hạng mục sản xuất, giữa các phân xưởng trong nhà máy,
giữa các máy công tác trong một dây chuyền. Việc điều khiển hoạt động của
các dây chuyền hiện đại, tiên tiến cũng ngày càng đa dạng và phức tạp.
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nhiệp chế biến,
các dây chuyền sản xuất trong ngành này ngày càng hiện đại hoá và tự động
hoá cao. Các quá trình từ sản xuất chế biến đến đóng gói sản phẩm được tự
động hoá. Trong chương trình học môn Điều khiển logic, với mục đích
giúp cho mỗi sinh viên chúng em làm quen với việc thực hiện xây dựng một
hệ thống điều khiển tự động cho một quá trình thiết bị trong thực tế,em được
thầy giáo giao cho thiết kế HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY ĐÓNG
HỘP TỰ ĐỘNG theo phương pháp Hàm tác động sử dụng các thiết bị điện
khí nén. Phương pháp thiết kế hệ thống bằng Hàm tác động là công cụ rất
hữu ích để thiết kế và thực hiện đầy đủ các yêu cầu của hệ tự động hoá máy
đóng hộp tự động
Trong quá trình thiết kế, với sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo
trong Bộ môn và của các bạn, công với sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn
thành được bản đồ án này. tuy nhiên, do thời gian tương đối ngắn và trình độ
chuyên môn còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi thiếu sót. Em
mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn để bản đồ án này
được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ CỦA HỆ THỐNG
MÁY ĐÓNG HỘP TỰ ĐỘNG
2
ThiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn cho m¸y ®ãng hép tù ®éng
I, Quá trình công nghệ của máy đóng hộp tự động :
Hoạt động của máy đóng hộp tự
động khởi đầu bằng chuyển động đi vào
của xilanh A đẩy hộp rỗng đi vào vị trí đế
của cân định lượng. Tại đây hệ thống van
được điều khiển mở van để sản phẩm theo
đường ống lớn chảy vào trong hộp.Cùng
lúc đó xi lanh A chuyển động trở lại vị trí
ban đầu. Khi lượng sản phẩm trong hộp
đạt đến 80-90% thì thực hiện đóng van
trên và mở một van khác để sản phẩm đi
theo đường ống nhỏ chảy vào hộp với tốc
độ chậm hơn. Khi hộp đã được đổ đầy sản
phẩm thì xi lanh B chuyển động từ trong ra
ngoài thực hiện đẩy hộp ra băng chuyền đang quay. Sau đó xi lanh B trở
về vị trí ban đầu và xi lanh A chuyển động đi vào thực hiện chu trình tiếp
theo.
II, Lựa chọn công nghệ:
* Chọn 2 xi lanh A và B là 2 xilanh điều khiển bằng van khí nén điều
khiển 2 chiều .
* Cân định lượng có các cảm biến có thể xác định sự có mặt của hộp
d
1
, xác định thời điểm để đóng đường ống lớn mở đường ống nhỏ d
2
và xác

- Các van mở đường ống lớn và đường ống nhỏ là C
+
và E
+
3
Hình 1:Sơ đồ máy đóng hộp tự
động
ThiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn cho m¸y ®ãng hép tù ®éng
Như vậy,hệ thống có các biến đầu vào là a
0
,b
0
,b
1
,f,d
1
,d
2
,d
3
nhằm điều
khiển các biến ra A
+
,A
-
,B
+
,B
-
,C

Có trường hợp một biến có thể gây nên việc chuyển động đồng thời
của các trạng thái của hai phần tử hoặc phần tử .Ví dụ : A(+X,-Y)-Z...
Chúng ta hiểu như sau : Biến và A xuất hiện cho X và Y cùng chuyển
trạng thái và sự chuyển trạng thái này làm cho biến trạng thái Z này ngừng
hoạt động.
Dưới đây ta nêu một số bước tiến hành tổng hợp sơ đồ kép loại này
a) Tìm chu kỳ hoạt động của các phần tử của đối tượng điều khiển.
Mỗi chu kì hoạt động gồm một giai đoạn đóng và một giai đoạn cắt .
b) Xác định tín hiệu vào là tín hiệu xung hay tín hiệu thế
4
ThiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn cho m¸y ®ãng hép tù ®éng
c) Xác định hàm lôgíc điều khiển biến đầu ra
d) Kiểm tra biểu thức thu được để khi cần phải bổ sung theo biến
trung gian
e) Xác định hàm điều khiển biến phụ
Vì phương pháp mô tả công nghệ thiết kế dưới dạng hàm tác động
thuận tiện cho người thiết kế nên cần nhấn mạnh một điểm về công tác kiểm
tra
Kiểm tra hàm đóng f
đ
của phần tử thường xảy ra các trường hợp:
 Nếu f
đ
không thay đổi giá trị trong quá trình đóng của phần tử
thì biểu thức f
đ
lập được đã thỏa mãn yêu cầu của hàm .
 Nếu f
đ
thay đổi giá trị trong giai đoạn đóng của phàn tử thì cần

phải đưa thêm biến phụ p3 vào số hạng đó. Tính đúng đắn của hàm phải thỏa
mãn mọi chu khì phần tử
Việc kiểm tra cần phải được tiến hành cho mọi hàm lôgic của mọi
phần tử đầu ra cũng như của biến trung gian.
 Hàm tác động của hệ thống:
F=(+a
0
+b
0
+f-B
-
)+A
+
(+d
1
-A
+
)(+A
-
+C
+
)+a
0
-A
-
(+d
2
-C
+
)+E

Hàm điều khiển của A
+
:

1
00
)(
..)(
dAf
BbafAf
c
d
=
=
+
−+
5
ThiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn cho m¸y ®ãng hép tù ®éng
Do tín hiệu a
0
,b
0
là tín hiệu dạng xung chỉ tồn tại trong thời gian ngắn
nên cần hiệu chỉnh hàm đóng
−++
+= BAbafAf
d
)..()(
00
Vậy hàm điều khiển của A

d
).()(
1
Vậy hàm điều khiển của A
-
là:
0
1
.)()( aAAdAf
+
−−
+=


Hàm điều khiển của C+:

2
1
)(
.)(
dCf
AdCf
c
d
=
=
+
+
+
Trong giai đoạn thực hiện chuyển động C

+
=


Hàm điều khiển của B+:
1
3
)(
.)(
bBf
EdBf
c
d
=
=
+
+
+
Ta thấy tín hiệu d
3
không tồn tại suốt quá trình chuyển động B
+
nên
cần hiệu chỉnh hàm đóng :
+
++
+= EBdBf
d
).()(
3

+= BBbBf
d
).()(
1
Vậy hàm điều khiển của B
-
là:
6
ThiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn cho m¸y ®ãng hép tù ®éng
01
).()( bBBbBf
+
−−
+=
IV, Các khả năng sự cố và việc bảo vệ hệ thống
Trong bài toán này sẽ có khả năng sự cố là khi hệ thống đang hoạt
động thì xảy ra trường hợp mất điện . Khi đó để bảo đảm chất luợng sản
phẩm ta phải ngắt nguồn khí và đến khi có điện ta phải RESET lại toàn hệ
thống để hệ thống bắt đầu hoạt động lại từ đầu .Để làm được điều đó ta phải
có thêm một nút ấn RS để thực hiện RESET
Khi bấm nút RS thì toàn bộ các Rơle A
-
B
-
hoạt động đồng thời
các Rơle A
+
, B
+
, C