TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XNCN
====o0o====

BÀI TẬP LỚN
THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HÓA
ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
CÔNG NGHỆ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
Nhóm thực hiện
: Nhóm 9
Giáo viên hướng dẫn
: ThS. Đào Quý Thịnh
Sinh viên thực hiện
:
Tống Văn Luật
: 20101836 - ĐK&TĐH 4
Nguyễn Trung Đức : 20101415 - ĐK&TĐH 4
Nguyễn Phụ Công : 20101184 - ĐK&TĐH 4
Cao Trọng Dũng
: 20101285 - ĐK&TĐH 4
Lê Xuân Giảng
: 20101445 - ĐK&TĐH 4

Hà Nội, 8 – 2014


THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HÓA


Đề bài ................................................................................................................................... 4
Yêu cầu công nghệ .............................................................................................................. 5
Lưu đồ chương trình ............................................................................................................ 6
Phân cổng vào ra.................................................................................................................. 7
Lập Graph chuyển trạng thái ............................................................................................... 7
Lập Grafcet cho chu trình công nghệ: ................................................................................. 9
Tính toán xilanh tác động 2 chiều và nguồn khí nén ......................................................... 10
Bảo đảm an toàn cho người vận hành và thiết bị : ............................................................ 10
Mô tả hoạt động của hệ thống trên phần mềm automation studio : .................................. 11
Thiết bị thực tế ................................................................................................................... 12
1.Cảm biến vị trí xi lanh ................................................................................................ 12
2.Xi lanh ........................................................................................................................ 13
3.Bơm khí nén ............................................................................................................... 13
4.Bộ lọc: van lọc+van điều chỉnh áp suất+van tra dầu .................................................. 14
5.Van điều chỉnh xi lanh ............................................................................................... 15
6.Van tiết lưu ................................................................................................................. 16
7.Lọc khí ........................................................................................................................ 16
Giả lập chương trình .......................................................................................................... 17
Sơ đồ đấu dây: ................................................................................................................... 19
Sơ đồ mạch giám sát hệ thống ........................................................................................... 19
Sơ đồ mạch điều khiển ...................................................................................................... 20
Giả lập hoạt động của hệ thống ......................................................................................... 20

NHÓM 9

Page 3


THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HÓA


Đúng

Start

Xi lanh A chạy sang phải

Chạm công tắc hành trình cuối xilanh A

Sai

Đúng

Xi lanh A chạy sang trái

Sai

Sản phẩm thấp
Đúng

Xi lanh B chạy sang
phải

Xi lanh C chạy sang
phải

Chạm công tắc hành
trình cuối xilanh C
Đúng

Xi lanh C sang

Công tắc hành trình đầu A
Công tắc hành trình cuối A

4
5
6
7
8
9
10
11

Công tắc hành trình đầu B
db
Công tắc hành trình cuối B
cb
Công tắc hành trình đầu C
dc
Công tắc hành trình cuối C
cc
Cảm biến có vật trượt xuống
p
Cảm biến có vật để phân loại
a1
Nút reset
reset
Cảm biến xác định vật đủ chiều
m
cao
Xi lanh A chạy sang phải A+

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

Lập Graph chuyển trạng thái
Theo yêu cầu công nghệ: khi có sản phẩm trượt xuống chạm cảm biến p thì
xilanh A đấy, sản phẩm cao thì xilanh B đẩy, sản phẩm thấp thì xilanh C đẩy.
Do đó để đơn giản trong thiết kế mà vẫn đáp ứng được yêu cầu ta có thể tách 3
xilanh hoạt động độc lập.
Đầu vào:
P
cảm biến xác định có vật trượt xuống trước xilanh A
a1
cảm biến xác định có vật trước xilanh B và C
ca , cb, cc công tắc hành trình cuối xilanh A, B, C
M
cảm biến xác định vật có đủ chiều cao

NHÓM 9

Page 7


bo cb
BB

Graph chuyển trạng thái :
00
10
00 10
00


 
00
01
01 10
00

Tương tự ta cũng có
b  (cb  b)b0

Trong đó b0  a1m
 Xilanh C:
b0 cc
C C 

Graph chuyển trạng thái :
00
10
00 10
00


A-

a1.m

3

B+

a1.m

5

cb

4

Bdb

NHÓM 9

cc

6
dc

Page 9


THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HÓA


ra môi trường.

NHÓM 9

Page 10


THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HÓA

Mô tả hoạt động của hệ thống trên phần mềm automation studio :
Do trong phần mềm không mô tả được chuyển động của vật để tác động vào cảm
biến nên khi mô phỏng khi cảm biến được tác động ta sử dụng công tắc thường mở, cụ
thể như sau:
 Cảm biến p: khi cảm biến xác định có vật thì ta dùng tay gạt công tắc p.
 Cảm biến a1: khi cảm biến xác định có vật thì ta dùng tay gạt công tắc a1
 Cảm biến m: khi cảm biến bị tác động tức là vật đi đến đủ chiều cao thì ta dùng
tay gạt công tắc m.
 Nút ấn Start: cho phép hệ thống hoạt động.
 Nút ấn Stop: Dừng hệ thống.
Như vậy chu trình trong thực tế ta mô phỏng như sau:
 Để hệ thống hoạt động ta gạt các công tắc da , db , dc (tương ứng với công tắc hành
trình đầu xi lanh A, B,C đây chính là 1 trong những điều kiện an toàn ban đầu).
Sau đó nhấn công tắc start, p.
Khi đó xi lanh A sẽ chạy sang phải, chạm công tắc hành trình cuối xilanh A ca ,
xilanh A sẽ tự động chạy về.
 Khi đó sản phẩm chạy sang bên phân để phân loại:
 Nếu là sản phẩm đủ chiều cao, ta nhấn công tắc m trước sau đó nhấn công tác a1 ,
khi đó b0 có điện.
Khi đó xia lanh B sẽ chạy sang phải, chạm công tắc hành trình cuối xilanh B cb
Xilanh B sẽ tự động chạy về.

D-P3DW · L · Z

Grommet

Trạng thái
rắn
chuyển đổi
tự động

Từ trường chống
hiển thị 2 màu

Series / CAD

Các tính năng

NHÓM 9

Có thể sử dụng trong một môi trường mà tạo ra một
sự xáo trộn từ trường (từ trường AC).
 Để sử dụng với AC thợ hàn tại chỗ, mà tạo ra từ
trường mạnh.
 Khoảng cách hoạt động giữa các dây dẫn hàn và xi
lanh / thiết bị truyền động hoặc chuyển đổi tự động có
thể là 0 mm.
Khối lượng được giảm 70% (so với thiết bị chuyển
mạch hiện có)
Có thể được gắn vào kích thước lỗ φ25 φ32 hoặc xi
lanh / thiết bị truyền động.
Tuân theo chuẩn RoHS



Tác động đơn
(mùa xuân trở lại / mở
rộng)

6, 10, 16

Đôi diễn xuất
thanh đôi

Xi lanh với một đệm không khí có thể hoạt động ở tốc độ cao
(1000 mm / s).

3.Bơm khí nén

NHÓM 9

Page 13


THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HÓA
Mô tả

Mô hình / CAD

Chức năng

VEX1


Mô tả
Máy
nén
khí Ergen

Thay đổi kích thước rộng lớn, cổng kích thước 1/8 đến 2.
VEX1: điều tiết khí thải công suất lớn
VEX3: 3 cổng, van vị trí 3
VEX5: Ba chức năng (điều chỉnh áp suất, van điều khiển hướng
và điều khiển tốc độ) được cung cấp bởi một van duy nhất.

Chức năng
Cung cấp khí nén cho hoạt động xi
lanh.

Mô hình / CAD
VEX1
Máy nén khí Ergen 1006
Công suất: 1HP
Nguồn

Các
năng

tính

Lưu

lượng



Kích
thước
cổng

Đặt áp lực
(MPa)

AF + ARG + AL

1 / 8,1 /
4,
3 / 8,1 / 2

0,05-0,85

Page 14


THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HÓA
Điều chỉnh bộ lọc với thiếu
máy đo áp suất, bôi trơn

AWG + AL

Bộ lọc không khí, điều chỉnh
với
máy đo áp suất không thể
thiếu


Van vị trí 3
Van
nền
kinh tế

Các
năng

tính

NHÓM 9

a

Chức năng
+
Điều
chỉnh
VEX1
định hướng kiểm soát van
VEX3
Van điều khiển hướng
Cung cấp áp lực giảm +
VEX5
ON
/
OFF
xả
+
Kiểm soát tốc độ

phía xi lanh

Áp dụng ống OD
Kích thước
Metric

Kích thước
inch

---

φ2 để φ12

φ1 / 8 đến
φ1 / 2

7.Lọc khí

Mô tả

Van lọc khí

Các tính năng

NHÓM 9

Mô hình / CAD

Chức năng
Sử dụng trong chất ức chế để xả air.It có

NHÓM 9

Page 17


THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HÓA
Van tràn:

Máy Bơm

Nguồn:
Van tiết lưu:

Van điện-khí nén:
a

Lọc khí:

NHÓM 9

Page 18


THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HÓA

Sơ đồ đấu dây:
RLA, RLB, RLC là các tiếp điểm của role tương ứng.
a, b, c là các cuộn dây của van điều chỉnh xilanh

Sơ đồ mạch giám sát hệ thống

trí cuối hành trình, cảm biến ca ON, van điện khí ngừng cấp điện và piston sẽ được
đẩy về đầu hành trình, lúc đó da sẽ ở trạng thái ON.
Trong quá trình piston xi lanh a đẩy, đèn báo xi lanh a ON.

B4: Khi sản phẩm đi tới vị trí phân loại sản phẩm, cảm biến a1 ON, nếu sản phẩm
cao đủ chiều cao thì van điện-khí nén xi lanh b ON, piston xi lanh b đẩy sang bên
phải; nếu sản phẩm không đủ chiều cao thì van điện-khí nén xi lanh c ON, piston xi
lanh c đẩy sang bên phải.
Khi piston các xi lanh đi tới cuối hành trình, làm cảm biến cb,cc ON thì xi lanh
sẽ đi sang bên trái trở về đầu hành trình.
Trong quá trình xi lanh b hoặc c hoạt động thì đèn báo xi lanh b,c sẽ sáng.
Nếu sản phẩm đủ chiều cao đèn báo sản phẩm cao sẽ sáng.

NHÓM 9

Page 21


THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HÓA

Sản phẩm không đủ chiều cao, xi lanh C hoạt động, đèn xi lanh C ON

Sản phầm đủ chiều cao, xi lanh B hoạt động, đèn xi lanh B ON, đèn báo sản phẩm cao
ON
B5: Khi ấn Stop mạch điều khiển của hệ thống sẽ được ngắt điện, mạch hiển thị vẫn
được cấp điện, đèn báo Stop được ON, các piston của xi lanh đang hoạt động tự động
chạy về bên trái tới đầu hành trình.

NHÓM 9