Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng
TĐH 3- K43 1

tr-ờng đại học bách khoa hà nội
khoa năng l-ợng
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 ph-ơng 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 h-ớng dẫn

1.2 tổng hợp hàm điều khiển
09
2. sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống
11
2.1 các phần tử
11
2.2 sơ đồ nguyên lý
12
2.3 thuyết minh nguyên lý hoạt động của sơ đồ
13

Ch-ơng III: Tính chọn và thiết kế mạch lắp ráp

1. Chọn các thiết bị
14
1. chọn các phần tử logic
14
2. chọn công tắc
15
3. Chọn Van phân phối
16
4. Chọn thiết bị chấp hành
17
5. chọn nút ấn
17
2. SƠ Đồ LắP RáP

1. Lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị
17
2. Sơ đồ lắp ráp của mạch điều khiển hệ thống

Chất l-ợng mũi khoan và năng suất làm việc phụ thuộc rất nhiều vào công
nghệ điều khiển. Quá trình làm việc đ-ợc thực hiện theo một trật tự logic, theo trình
tự thời gian xác định do đó để điều khiển đ-ợc công nghệ ta phải tổng hợp đ-ợc hàm
điều khiển cho hệ thống. Có rất nhiều ph-ơng pháp để tổng hợp hàm điều khiển
nh-ng ở đây ta sử dụng ph-ơng pháp
GRAPCET
. So với các ph-ơng pháp khác thì
ph-ơng pháp hàm tác động có -u điểm đơn giản và đảm bảo sự chính xác về tuần tự
thực hiện quá trình.
Sinh viên .
Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng
TĐH 3- K43 4
Ch-ơng I : Giới thiệu công nghệ
Công nghệ : Khoan một lỗ hai giai đoạn
Máy khoan đ-ợc sử dụng rộng rãi trong các nhà máy cơ khí. Bên
cạnh các máy móc cơ khí khác nh- các máy tiện, máy doa, máy bào
gi-ờng, bào xọc dần dần đ-ợc tự động hóa theo một dây chuyền
ngày càng hiện đại. Các máy khoan cũng đ-ợc tự động hoá theo dây
chuyền nhằm nâng cao năng suất và giảm sự nặng nhọc cho ng-ời công
nhân.
Trong đó công nghệ khoan một lỗ hai giai đoạn cũng đ-ợc sử dụng
trong các nhà máy cơ khí, nhà máy sửa chữa và chế tạo máy.

Trong môi tr-ờng làm việc nặng nhọc công nghệ yêu cầu :
- Khoan làm việc ổn định, chắc chắn.
- Tần số làm việc lớn.


Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng
TĐH 3- K43 6
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 ph-ơng thức làm việc
khác nhau để đảm bảo an toàn và xử lí kịp thời các h- hỏng trong hệ
thống. Phải luôn có ph-ơng án can thiệp trực tiếp của ng-ời vân hành
đến việc dừng máy khẩn cấp Grapcep là công cụ rất hữu ích để thiết
kế và thực hiện đầy đủ các yêu cầu của công nghệ tự động hoá các quá
trình công nghệ kể trên. Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng
TĐH 3- K43 7
2.Ph-ơng pháp Grapcet

-Đã ở trạng thái ban đầu
-Đi xuống với vận tốc v1
-Đã đi xuống với vân tốc v1
Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng
TĐH 3- K43 9
-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 :
- 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.
- Vì vậy, phải thêm 1 biến phụ nhận biết cho phép :
. gặp b lần thứ nhất đi xuống với vận tốc v2 nh-ng gặp b
lần thứ hai vẫn duy trì vận tốc cũ.
. đồng thời gặp c lần thứ nhất đi lên nh-ng cấm đi lên lần
thứ hai mà gặp c đi xuống với vận tốc v2. Chỉ khi gặp d mới đi lên.
- Gọi biến P gặp c hàm đóng và gặp d thì cắt.
Từ những điều trên Grapcet 2 có thể thành lập nh- sau

§å ¸n ®iÒu khiÓn logic TriÖu Tuyªn Hoµng
T§H 3- K43 10
5.Thµnh lËp Grapcet 2

+
= 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
-
= d

- Tại vị trí ban đầu a ấn nút mở máy m rơle trung gian X có
điện và tự duy trì bởi tiếp điểm X1-8, X5-4 lúc này mở ra.
- Đồng thời khi đó rơle V1 có điện và tự duy trì bởi tiếp điểm
V1 1-12 tiếp điểm V1 5-4 mở ra làm mất điện So.
Khoan chạy xuống với vận tốc v1.
- 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 h-ởng.
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.
Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng
TĐH 3- K43 14
- 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.
- 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

chọn thiết bị
1. Mạch lực
- Công suất động cơ 2KW
- Điện áp định mức 220V
- Động cơ một chiều kích từ độc lập.
Dòng điện định mức :
Iđm = Pđm/Uđm = 2.10
3
/220 =9,1 A
- Đối với động cơ công suất nhỏ thế này có thể sử dụng ph-ơng
pháp mở máy trực tiếp không cần qua ddiện trở hàn chế.
- Đối với mạch bảo vệ ta có thể chọn ph-ơng án bảop vệ cầu
chì đơn giản và rẻ tiền.
- Khi đảo chiều thực hiện hãm ng-ợc bằng tất cả các điện trở
tham gia trong mạch phần ứng theo nguyên tắc dòng điện bởi
rơle dòng điện cực đại RH.

§å ¸n ®iÒu khiÓn logic TriÖu Tuyªn Hoµng
T§H 3- K43 17
S¬ ®å nguyªn lÝ m¹ch lùc , m¹ch lùc nh- h×nh bªn :


Imax
Th-ờng mở
Th-ờng đóng
K1-0021
15
60
2

220
10
200x128
Chọn 4 công tắc tơ nh- trên cho các công tắc tơ X, L, V1, V2.
Từ công suất cuộn hút có thể tính đ-ợc dòng qua cuộn hút :
Ih = P/U =10/220 = 0,05 (A)
b. Phần tử điều khiển
Từ dòng cuộn hút ta có thể chọn đ-ợc các rơle trung gian có tiếp
điểm thoả mãn.
Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng
TĐH 3- K43 19
Chọn rơle trung gian :
Loại
Dòng điện

Số l-ợng tiếp điểm
Uđm
CS cuộn
hút

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 th-ớc chung
A
B
C
H H
6
1200
220
91
16
25
Chọn rơle dòng điện cực đại
Đồ án điều khiển logic Triệu Tuyên Hoàng
TĐH 3- K43


-

9

§å ¸n ®iÒu khiÓn logic TriÖu Tuyªn Hoµng
T§H 3- K43 21
STT
Tªn thiÕt bÞ
§iÓm nèi

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

1
2
2
4
Cầu chì động lực
1CC
1 1CD
1
5
Cầu chì điều khiển
2CC
1 2CD
1

6

Rơle hãm
RH
1
1 1.1CC
2
2
7
Rơle trung gian
So
1 1-2CC
2 2.CD
4 4.X
26 – 26So
27 – 27V2
28 – 28P
9
R¬le trung gian
V1
1 – 1So
2 – 1X
6 – 6L
8 – 8X
10 – 10V2

§å ¸n ®iÒu khiÓn logic TriÖu Tuyªn Hoµng
T§H 3- K43 24

STT
Tªn thiÕt bÞ
§iÓm nèi

9

R¬le trung gian
V1
12 – 12So
16 –16L
18 – 6§K
20 – 20P

Tên thiết bị
Điểm nối

11

Rơle trung gian
L
11 11P
11 21L
16 16P
21 2ĐK
23 23P
24 24X
28 28So
12
Nút ấn
g
1 13ĐK
2 14ĐK
13
Nút mở máy
m
7 9ĐK
9
14
Công tắc tơ
X
2 2P
32 32X
15