Đồ án điều khiển logic Triệu
Tuyên Hoàng

TĐH 3- K43

trờng đại học bách khoa hà nội
khoa năng lợng
bộ môn tự động hoá xncn
thiết kế môn học
điều khiển logic
đồ án môn học
Sinh viên : TRIệU TUYÊN HOàNG
Lớp : Tự động hoá 3 K43
1. Nhiệm vụ thiết kế
Thiết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ nh hình vẽ
bằng phơng pháp ma trận trạng thái với mạch động lực dùng thiết bị khí
nén và mạch điều khiển dùng thiết bị điện.
2. Nội dung
- Thiết kế sơ đồ nguyên lý.
- Tính chọn thiết bị điều khiển.
- Thiết kế sơ đồ lắp ráp.
3. Thuyết minh và bản vẽ
- 1 quyển thuyết minh.
- 2 bản vẽ kỹ thuật khổ A
0
cho sơ đồ nguyên lý và lắp ráp.
cán bộ hớng dẫn
mục lục
nhiệm vụ thiết kế 02
mục lục 03
Tài liệu tham khảo 04

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc, 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 trớc hết đó là năng suất sản xuất và chất l-
ợng 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 tơng xứng của lĩnh vực tự động hoá.
ở nớc ta mặc dầu là một nớc chậm phát triển, nhng những năm gần đây
cùng với những đòi hỏi của sản xuất cũng nh 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

2
Đồ án điều khiển logic Triệu
Tuyên Hoàng

TĐH 3- K43

trình sản xuất đã có bớc phát triển mới tạo ra sản phẩm có hàm lợng 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 thớc chiều sâu định trớc. Trong công việc thiết kế, tự động hoá điều
khiển đợc thể hiện qua hai quá trình sau:
- Tự động hoá điều khiển công việc đa vật thể vào vị trí định trớc (xác định vị
trí lỗ khoan).
- Tự động hoá đa mũi khoan vào khoan vật thể sau đó quay về vị trí cũ đễ
đảm bảo cho quy trình tiếp theo.

Theo phơng pHáp Grapcet
1. Grapcet - công cụ để mô tả mạch trình tự trong công
nghiệp
Trong dây chuyền sản xuất công nghiệp, các thiết bị máy móc thờng
hoạt động theo một trình tự lôgic chặt chẽ nhằm đảm bảo chất lợng sản
phẩm, an toàn cho ngời và thiết bị. Cấu trúc làm việc trình tự của dây
chuyền đã đa ra yêu cầu cho điều khiển là điều khiển sự hoạt động chặt
chẽ thống nhất của dây chuyền đồng thời cũng gợi ý cho ta sự phân
nhóm lôgic của automat trình tự bởi các tập hợp con của máy móc và
các thuật toán. Ta có sơ đồ khối :

4

Quá trình
Cấu trúc điều
khiển trình
tự
Tín hiệu vào
Đồ án điều khiển logic Triệu
Tuyên Hoàng

TĐH 3- K43

Quá trình công nghệ có thể bao gồm :
- Hoàn toàn tự động
- Bán tự động
- Hoàn toàn bằng tay
Khi thiết kế hệ thống phải tính toán đến các phơng thức làm việc
khác nhau để đảm bảo an toàn và xử lí kịp thời các h hỏng trong hệ
thống. Phải luôn có phơng án can thiệp trực tiếp của ngời vân hành đến

TĐH 3- K43

Tín hiệu vào :
Các cảm biến vị trí a, b, c, d
Tín hiệu ra :
X : trạng thái đi xuống
L : trạng thái đi lên
V1 : chạy xuống với vận tốc v1
V2 : chạy xuống với vận tốc v2
4.Thành lập Grapcet 1
-Xác lập trạng thái ban đầu
-Trạng thái ban đầu
-Đã ở trạng thái ban đầu
-Đi xuống với vận tốc v1
-Đã đi xuống với vân tốc v1
-Đi xuống với vận tốc v2
-Đã đi xuống với vận tốc v2
-Đi lên với vận tốc v1
-Đã đi lên với vận tốc v1
*Nhận xét :

7
Đồ án điều khiển logic Triệu
Tuyên Hoàng

TĐH 3- K43

- Nếu Grapcet chỉ có vậy khoan sẽ đi xuống găp b giảm tốc,
gặp c đi lên, gặp a lặp lại quá trình trên mà không khoan 2
giai đoạn.

X
+
= m.a.So + a.L.P
X
-
= L.v1
V1
+
= m.a.So + (c+d).X.v2 + a.L.P
V1
-
= v2
V2
+
= c.v1 + b.v1.P
V2
-
= L.v1

L
+
= (c+d).X.v2
L
-
= So + X.v1
P
+
= c
P
-

- Gặp b tiếp điểm V1 20-22 đang đóng nên V2 có điện và tự
duy trì bởi V2 1-16 V2 có điện đồng thời tiếp điểm V2 12-10
mở ra cắt điện V1. Các rơle khác không bị ảnh hởng.
Khoan lúc này giảm tốc độ xuống vận tốc v2 (bắt đầu
quá trình khoan giai đoạn một)
- Gặp c rơle P có điện và tự duy trì bởi tiếp điểm P1-29 tiếp
điểm P20-16 mở ra đồng thời P23-12 đóng lại sẵn sàng.
- Cùng lúc đó bởi các tiếp diểm V2 25-27, X2 17-28 đang đóng
nên rơle L có điện tự duy trì bởi L1-28.
- Tiếp điểm X17-19, V2 19-12 đóng nên rơle V1 cũng có điện.
Chúng cắt V2 và X do vậy khoan chạy lên với vận tốc v1.
- Gặp b không chuyện gì xảy ra P20-16 đã mở .
- Gặp a vì các tiếp điểm L11-11, P11-8 đang duy trì nên rơle X
có điện và duy trì bởi X1-8. Đồng thời V1 có điện và cắt L
Khoan lại chạy xuống với vận tốc v1 (bắt đầu chu trình
thứ hai)
- Gặp b do P20-16 đã mở cho nên rơle V2 không thể có điện
Khoan tiếp tục chạy xuống với vận tốc v1.

12
Đồ án điều khiển logic Triệu
Tuyên Hoàng

TĐH 3- K43

- Đến khi gặp c do V2 25-27 đang mở nên rơle L không có điện
- Vì V1 18-16 đang có điện nên V2 có điện và tự duy trì bởi V2
1-16. Có V2 thì V1 bị cắt bởi V210-12.
Khoan tiếp tục chạy xuống với vận tốc mới v2.
- Gặp d do V2 25-27, X27-28 đang đóng nên rơle L có điện.

14
Đồ án điều khiển logic Triệu
Tuyên Hoàng

TĐH 3- K43

- Khi đảo chiều thực hiện hãm ngợc bằng tất cả các điện trở
tham gia trong mạch phần ứng theo nguyên tắc dòng điện bởi
rơle dòng điện cực đại RH.
Sơ đồ nguyên lí mạch lực , mạch lực nh hình bên :

15
Đồ án điều khiển logic Triệu
Tuyên Hoàng

TĐH 3- K43

2. Lựa chọn thiết bị
a. Phần tử chấp hành
Dòng điện định mức Iđm = 9,1 A
Khi mở máy dòng điện Imm < 2,5. Iđm . Dòng cực đại khi mở máy
là :
Imm = 2,5.Iđm =2,5 . 9,1 =22,7 (A)
Ta có thể chọn công tắc tơ có các thông số thoả mãn
Loại Dòng điện Số lợng tiếp điểm Uđm CS
cuộn
dây
Kích th-
ớc
Iđm Imax Thờng mở Thờng đóng

dây chảy
Dòng cắt
giới hạn
Điện áp
định mức
Kích thớc chung
A B C
H H
15 8000 220 91 16 25
Cầu chì kiểu ống nên khi đứt rất an toàn.
Mạch điều khiển
Kiểu cầu
chì
Dòng đm
dây chảy
Dòng cắt
giới hạn
Điện áp
định mức
Kích thớc chung
A B C
H H
6 1200 220 91 16 25
Chọn rơle dòng điện cực đại
Bảng đấu dây có thể lập nh sau :
STT Tên thiết bị Điểm nối

17
§å ¸n ®iÒu khiÓn logic TriÖu
Tuyªn Hoµng


T§H 3- K43

2 §Çu nèi ®iÒu khiÓn
§K
1 – A
1 – 1So
2 – A
3 – B
3 – 1§K
4 – B
4 –
5 – C
5 – 3§K
6 – C
6 –
7 – D
7 – 5§K
8 – D
8 –
9 – m
9 –
10 – m
10 –
11 – D
11 –
12 – D
12 – 6§K
13 – g
13 –

2
2
7 Rơle trung gian
So
1 1-2CC
2 2.CD
4 4.X
STT Tên thiết bị Điểm nối
7 Rơle trung gian
5 10ĐK
8 8X
9 9ĐK

20
§å ¸n ®iÒu khiÓn logic TriÖu
Tuyªn Hoµng

T§H 3- K43

So 15 – 9So
26 –
8 R¬le trung gian
X
1 – 2§K
2 – 2So
5 – 5So
6 – 6L
8 – 8L
17 – 5§K
26 – 26So

12 – 12So
12 – 12V2
14 – 14L
16 – 16V1
19 – 19X
25 – 8§K
11 R¬le trung gian
L
1 – 1V2
2 – 2V2
3 – 11L
5 – 10§K
STT Tªn thiÕt bÞ §iÓm nèi
11
R¬le trung gian
L
11 – 11P
11’ – 21L
16 – 16P
21 – 2§K
23 – 23P
24 – 24X
28 – 28So

22
Đồ án điều khiển logic Triệu
Tuyên Hoàng

TĐH 3- K43


áp
4. Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1998.

23
Đồ án điều khiển logic Triệu
Tuyên Hoàng

TĐH 3- K43

5. Các CD-ROM catalogue tra cứu thiết bị khí nén và điện của các
hãng
OMRON, FESTO, MITSUBISHI.
6. Bản dịch: Cẩm nang Kỹ thuật điện Tự động hoá và Tin học Công
nghiệp
Ngời dịch: PGS - TS Lê Văn Doanh
Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999.
7. Lewin, D. - Logical design of switching circuits
Nhà xuất bản MacMillan, 1986.

24