z

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Thiết kế hệ thống điều khiển máy khoan có
sơ đồ như hình vẽ bằng phương pháp ma
trận trạng thái với mạch động lực dùng
thiết bị khí nén và mạch điều khiển dùng
thiết bị điện
G
G
i
i
á
á
o
ov
v
i
i
ê
ê

S
S
i
i
n
n
h
hv
v
i
i
ê
ê
n
nt
t
h
h
ự
ự
c
c
Y
Y
Ê
Ê
N
NH
H
O
O
À
À
N
N
G
G

Đồ án điều khiển logic TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA NĂNG LƯỢNG
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XNCN
THIẾT KẾ MÔN HỌC
ĐIỀU KHIỂN LOGIC


Chương I: giới thiệu chung về công nghệ 1. sơ đồ công nghệ 06
2. nguyên lý hoạt động của sơ đồ công nghệ 06

Chương II: tổng hợp hàm điều khiển

1. tổng hợp hàm điều khiển bằng phương pháp hàm tác động 08
1.1 xác định các biến điều khiển 08
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

Chương 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 18
MỞ ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, có thể nói

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 GRAPCET. So với các phương pháp khác thì phương pháp
hàm tác động có ưu điểm đơn giản và đảm bảo sự chính xác về tuần tự
thực hiện quá trình.
Sinh viên .

CHƯƠNG I
: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ
Công nghệ : Khoan một lỗ hai giai đoạn

3
Đồ án điều khiển logic

Máy khoan được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy cơ khí. Bên
cạnh các máy móc cơ khí khác như các máy tiện, máy doa, máy bào
giường, bào xọc dần dần được tự động hóa theo một dây chuyền
ngày càng hiện đại. Các máy khoan cũng được tự động hoá theo dây
chuyền nhằm nâng cao năng suất và giảm sự nặng nhọc cho người công
nhân.
Trong đó công nghệ khoan một lỗ hai giai đoạn cũng được sử dụng
trong các nhà máy cơ khí, nhà máy sửa chữa và chế tạo máy.

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

CHƯƠNG II
: THIẾT KẾ
THEO PHƯƠNG PHÁP GRAPCET

Quá trình công nghệ có thể bao gồm :
- Hoàn toàn tự động

5
Đồ án điều khiển logic

- Bán tự động
- Hoàn toàn bằng tay

Khi thiết kế hệ thống phải tính toán đến các phương thức làm việc
khác nhau để đảm bảo an toàn và xử lí kịp thời các hư hỏng trong hệ
thống. Phải luôn có phương án can thiệp trực tiếp của người 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. 2.Phương pháp Grapcet

6
Đồ án điều khiển logic

Yêu cầu công nghệ :
 a, b, c, d là các công tắc hành trình cảm nhận vị trí của lưỡi


8
Đồ án điều khiển logic

-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 nhưng gặp b
lần thứ hai vẫn duy trì vận tốc cũ.
. đồng thời gặp c lần thứ nhất đi lên nhưng 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 như sau 9
Đồ án điều khiển logic

5.Thành lập Grapcet 2
+
= 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
“ + “ : hàm đóng
“ – “ : hàm cắt

11
Đồ án điều khiển logic


 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.

13
Đồ án điều khiển logic

- 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.
- 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

- Tương tự rơle V1 có điện.
- V1, L có điện các tiếp điểm thường đóng của nó mở ra do đó

- Đối với mạch bảo vệ ta có thể chọn phương án bảop vệ cầu
chì đơn giản và rẻ tiền.
- 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.

16
Đồ án điều khiển logic Sơ đồ nguyên lí mạch lực , mạch lực như hình bên : 17
Đồ án điều khiển logic

Từ dòng cuộn hút ta có thể chọn được các rơle trung gian có tiếp
điểm thoả mãn.
Chọn rơle trung gian :
Số lượng tiếp điểm Loại Dòng điện

Thường
mở
Thường đóng
Uđm CS cuộn
hút
Kích
thước
RH101 5 4 4 220 2 92x128
c. Các thiết bị bảo vệ
Bảo vệ bằng cầu chì ta chọn cầu chì :
- Động lực
- Điều khiển
Mạch động lực
Kích thước chung Kiểu cầu
chì
Dòng đm
dây chảy
Dòng cắt
giới hạn
Điện áp
định mức
A B C
H ∏ H
15 8000 220 91 16 25
Cầu chì kiểu ống nên khi đứt rất an toàn.

2 – X1
2 –
3 – X2
3 –
4 – L1
4 –
5 – L2
5 –
6 – V1
6 –
7 – V2
7 –
8 – N
+
8 –
9 – N
-
9 –

STT Tên thiết bị Điểm nối

21
Đồ án điều khiển logic 2

Đầu nối điều khiển
ĐK
1 – A

STT Tên thiết bị Điểm nối

3

Cầu dao
CD
1 – N
+
1’ –
2 –
2’ –
4 Cầu chì động lực
1CC
1 – 1’CD
1’ –
5 Cầu chì điều khiển
2CC
1 – 2’CD
1’ –

6
Rơle hãm
RH
1 –
1’ – 1’.1CC
2 –
2’ –
7 Rơle trung gian
So
1 – 1’-2CC

17 – 5ĐK
26 – 26So
27 – 27V2
28 – 28P
9 Rơle trung gian
V1
1 – 1So
2 – 1X
6 – 6L
8 – 8X
10 – 10V2

24