Thiết kế máy đóng nhãn vào một chi tiết gỗ

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐÓNG NHÃN VÀO MỘT CHI TIẾT GỖ SINH VIÊN NGUYỄN VĂN HƯỞNG 16061471 DHDI12B LÊ DUY TÂN 16016591 DHDI12ATT ĐỖ TIẾN ĐẠT 160[.]

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY ĐÓNG NHÃN VÀO

MỘT CHI TIẾT GỖ

LÊ DUY TÂN 16016591 DHDI12ATT

ĐỖ TIẾN ĐẠT 16048911 DHDI12ATT NGUYỄN TIẾN THÀNH 16013081 DHDI12ATT

GVHD: THS VŨ ĐỨC VẠN

TP HCM, NĂM 2020

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i

MỤC LỤC ii

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ v

DANH SÁCH CÁC BẢNG vii

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU KHÓA LUẬN 1

1.1 Tính cấp thiêt của Khóa luận 1

1.2 Mục tiêu của Khóa luận 1

1.3 Phương pháp thực hiện Khóa luận 1

1.4 Ý nghĩa của Khóa luận 1

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN THIẾT KẾ 2

2.1 Cơ sở lý thuyết 2

2.2 Phương án thiết kế 2

2.3 Sơ đồ giải thuật 3

CHƯƠNG 3: CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY 4

3.1 Nguồn cấp cho máy 4

3.1.1 Nguồn cấp cho máy bơm thủy lực 4

3.1.2 Bộ nguồn 24VDC 4

3.2 Mạch điều khiển 5

3.2.1 Cảm biến 5

3.2.2 PLC 8

3.2.3 Màn hình hiển thị và điều khiển 10

3.2.4 Biến tần 13

3.2.5 Relay trung gian 20

3.3 Hệ thống thủy lực 25

3.3.1 Bơm thủy lực 26

3.3.2 Ống dẫn dầu thủy lực 26

3.3.3 Motor máy bơm thủy lực 30

3.3.4 Xi lanh thủy lực 31

3.3.5 Van thủy lực 33

3.3.6 Thùng chứa dầu 38

3.3.7 Đồng hồ thủy lực 40

3.4 Thiết kế phần cơ khí 41

3.4.1 Con dấu 41

3.4.2 Khung 44

3.4.3 Phôi 45

CHƯƠNG 4: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ VẬN HÀNH 47

4.1 Nguyên lý hoạt động 47

4.1.1 Sơ đồ đấu nối các thiết bị 47

4.1.2 Tủ điều khiển 48

4.1.3 Chương trình PLC 50

4.2 Vận hành 53

4.2.1 Quy trình vận hành 53

4.2.2 Chế độ auto 54

4.2.3 Chế độ manual 54

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 55

5.1 Kết quả đạt được 55

5.2 Mặt còn hạn chế của khóa luận 55

5.2.1 Không thay đổi được kích thước phôi gỗ 55

5.2.3 Lực của Xilanh tác động lên phôi gỗ còn yếu 56

5.2.4 Không phân loại được phôi đạt chuẩn và phôi bị lỗi 56

5.2.5 Chưa điều chỉnh linh hoạt được lực đóng 56

5.2.6 Chưa tích hợp thêm công nghệ ép nhiệt 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

LỜI CẢM ƠN 60

Hình 2.1 Sơ đồ giải thuật 3

Hình 3.1 Bộ nguồn 24VDC 4

Hình 3.2 Cảm biến được sử dụng 8

Hình 3.3 PLC Mitsubishi 9

Hình 3.4 Màn hình E view 11

Hình 3.5 Các kích thước của màn hình 12

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý của biến tần 13

Hình 3.7 Sơ đồ mạch điện của biến tần 14

Hình 3.8 Dạng sóng điện áp và dòng điện ra của biến tần 15

Hình 3.9 Biến tần Mitsubishi D700 16

Hình 3.10 Biến tần được sử dụng 18

Hình 3.11 Sơ đồ đấu nối của relay trong mạch điện 20

Hình 3.12 Khối relay trong tủ điều khiển 21

Hình 3.13 Nút nhấn 22

Hình 3.14 Nút nhấn khẩn cấp, nút nhấn emergency 24

Hình 3.15 Cấu tạo nút dừng khẩn cấp 25

Hình 3.16 Máy bơm thủy lực 26

Hình 3.17 Ống dẫn dầu thủy lực 27

Hình 3.18 Các lớp ống dẫn dầu thủy lực 28

Hình 3.19 Đầu bóp 29

Hình 3.20 Đầu nối ống 30

Hình 3.21 Xi lanh thủy lực 31

Hình 3.22 Cách xác định chiều dài Lk 33

Hình 3.23 Van thủy lực 33

Hình 3.24 Kết cấu của thùng dầu 39

Hình 3.25 Các kiểu lắp bơm thủy lực trên thùng dầu thủy lực 40

Hình 3.26 Đồng hồ thủy lực 41

Hình 3.27 Bản vẽ CAD của con dấu 42

Hình 3.28 Con dấu khi đã hoàn chỉnh 43

Hình 3.30 Bản vẽ khung cơ khí 45

Hình 3.31 Phôi gỗ dùng để đưa vào máy 46

Hình 4.1 Sơ đồ đấu nối các thiết bị 47

Hình 4.2 Các thiết bị được kết nối trong tủ điều khiển 48

Hình 4.3 Kết nối các thiết bị ở mặt sau cửa tủ 48

Hình 4.4 Mặt trước của tủ điều khiển 49

Hình 4.5 Chương trình PLC 50

Hình 4.6 Chương trình PLC 51

Hình 4.7 Chương trình PLC 52

Hình 4.8 Chương trình PLC 53

Hình 5.1 Van điều áp 57

Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật Cảm biến 7

Bảng 3.2 Thông số kĩ thuật PLC FX1N-14MR-DS 10

Bảng 3.3 Thông só kỹ thuật biến tần Mitsubishi D700 16

Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật biến tần Mitsubishi FR-D720-3.7K 17

Bảng 3.5 Các bộ phận của thùng dầu 39

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU KHÓA LUẬN

1.1 Tính cấp thiêt của Khóa luận

Trong thời đại công nghệ hiện nay các máy móc đang có xu thế tự động hóa nhằm giảm thiểu sức con người trong quy trình sản xuất nhưng vẫn đảm bảo tính chính xác cao và năng suất Với các sản phẩm bằng gỗ hoặc tương tự chúng ta thường thấy những hình logo, chữ… được đóng lên các sản phẩm nhằm khẳng định thương hiệu hoặc tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm Nhưng trên thực tế quy trình đóng nhãn vào các chi tiết này thường được làm bằng tay (thủ công) với một số máy móc hỗ trợ nên đem lại năng suất chưa cao, độ chính xác và ổn định chưa tốt

Nhận thấy vấn đề còn tồn đọng đó nhóm chúng em đã bắt tay vào nghiên cứu

đề tài Khóa luận: “Nghiên Cứu Ứng Dụng Hệ Thống Thủy- Khí Kết Hợp Với Điện- Khí Nén Để Thiết Kế Máy Đóng Nhãn Vào Một Chi Tiết Gỗ Với Các

Thông Số Được Cài Đặt Sẵn” dưới sự hướng dẫn của giảng viên: Ths Vũ Đức Vạn 1.2 Mục tiêu của Khóa luận

– Tìm hiểu và nghiên cứu hệ thống thủy lực, hệ thống điều khiển tự động bằng PLC – Nghiên cứu và ứng dụng vào máy đóng nhãn chi tiết gỗ

– Hoàn thiện mô hình và vận hành

1.3 Phương pháp thực hiện Khóa luận

Lên kế hoạch họp nhóm để bàn luận các phương án thiết kế tối ưu, tìm hiểu các kiến thức liên quan đến thủy lực, lập trình PLC,… tiến hành lắp ráp các chi tiết, lập trình PLC theo yêu cầu kỹ thuật và chạy thử

1.4 Ý nghĩa của Khóa luận

Giải quyết được bài toán đặt ra trên thực tế Nếu áp dụng vào quy trình sản xuất

sẽ giúp tăng độ chính xác, giảm nhân công, tăng năng suất lao động…

Sản phẩm của Khóa luận là một máy đóng nhãn hoàn thiện do đó có thể sử dụng làm thiết bị học tập môn PLC, Khí nén, Thủy lực trong phòng thực hành giúp các giảng viên có thể cho sinh viên thao tác vận hành trực tiếp nhằm thấy được quy trình vận hành và kết quả một cách rất trực quan tạo điều kiện tốt để các em sinh viên khóa sau có thể tiếp thu kiến thức các môn học

Ngoài ra các sinh viên của khóa sau này có thể tham khảo và rút kinh nghiệm từ

mô hình khi làm các đề tài liên quan hoặc tương tự

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN THIẾT KẾ

2.1 Cơ sở lý thuyết

Dựa vào kiến thức đã được học và thực hành của môn Kỹ Thuật Lập Trình PLC, môn Điện Công Nghệ và môn Điện Khí Nén Tìm hiểu thêm một số kiến thức liên quan đến thủy lực, các yêu cầu thiết kế một hệ thống thủy lực hoàn chỉnh Nghiên cứu và theo sự hướng dẫn của giảng viên tiến hành thiết kế mô hình, mua các máy móc thiết bị liên quan và thực hiện ghép nối các thiết bị, lập trình chạy thử và hiệu chỉnh để hoàn thiện mô hình

2.2 Phương án thiết kế

– Sử dụng 3 xilanh thủy lực để đưa chi tiết vào máy, đóng nhãn và đẩy chi tiết ra khỏi

– Sử dụng máy bơm thủy lực, van điều khiển thủy lực đấu nối với xilanh

– Sử dụng cảm biến hồng ngoại để phát hiện chi tiết và gửi tín hiệu về PLC để điều khiển

– Sử dụng PLC để lập trình điều khiển van thủy lực đóng mở từ đó điều khiển xilanh thủy lực tiến vào và thu lại

2.3 Sơ đồ giải thuật

Hình 2.1 Sơ đồ giải thuật

Sai

Có phôi trong hộp đựng

Xi lanh 1 đẩy phôi vào và giữ chặt

Begin

Xi lanh 2 đóng dấu lên phôi

Xi lanh 3 đẩy phôi vào hộp khay dẫn

Xi lanh 1 thụt về

Không hoạt động

Xi lanh 3 thụt về

Đã nhấn dừng

Kết thúc

Xi lanh 2 thụt về Đúng

Đúng Sai

CHƯƠNG 3: CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY

3.1 Nguồn cấp cho máy

3.1.1 Nguồn cấp cho máy bơm thủy lực

Sử dụng nguồn điện 1 pha có cấp điện áp 220 VAC để cấp cho biến tần, từ tiến tần sẽ cấp cho máy bơm thủy lực để có thể điều khiển được tốc độ hoạt động của động

cơ từ đó điều chình được tốc độ hoạt động của xilanh

3.1.2 Bộ nguồn 24VDC

Hình 3.1 Bộ nguồn 24VDC

Vì mạch điều khiển sử dụng các thiết bị như PLC, Relay trung gian, màn hình hiển thị Những thiết bị này đều sử dụng nguồn điện DC 24V Chính vì vậy chúng ta cần một bộ nguồn DC điện áp 24V để cấp cho các thiết bị hoạt động

– Khái niệm: Nguồn xung là một bộ nguồn có tác dụng chuyển từ dòng điện xoay

chiều sang dòng điện một chiều nhờ vào cơ chế dao động xung tạo bởi mạch điện

tử kết hợp với một biến áp xung Nguồn xung ngày càng được sử dụng phổ biến trong các thiết bị điện tử, các thiết bị vật dụng gia đình

– Ưu điểm: Một số ưu điểm của nguồn xung ta có thể kể đến như

+ Giá thành rẻ hơn so với một bộ nguồn biến áp có cùng công suất và chức năng + Bộ nguồn chiếm diện tích nhỏ trong một hệ thống

+ Tích hợp dễ dàng cho những thiết bị nhỏ gọn, hiệu suất cao

– Nhược điểm: Tuy nhiên việc chế tạo nguồn xung này đòi hỏi kĩ thuật khá cao nên

rất khó sửa chữa và thiết kế thì rất phức tạp [1]

3.2 Mạch điều khiển

Mạch điều khiển đóng vai trò là bộ não của của máy Đảm nhiệm việc nhận tín hiệu về trạng thái của phôi, Xilanh, áp suất… từ cảm biến truyền về và xử lý, điều khiển các Xilanh thông qua việc điều khiển các Relay trung gian

3.2.1 Cảm biến

– Định nghĩa:

Cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái, quá trình vật lý hay hóa học ở môi trường cần khảo sát và biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin về trạng thái hay quá trình đó Thông tin được xử lý để rút ra tham số định tính hoặc định lượng của môi trường, phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh

và gọi ngắn gọn là đo đạc, phục vụ trong truyền và xử lý thông tin hay trong điều khiển các quá trình khác

Các đại lượng cần đo thường không có tính chất điện như nhiệt độ, áp suất… tác động lên cảm biến cho ta một đại lượng đặc trưng mang tính chất điện như điện tích, điện áp, dòng điện… chứa đựng thông tin cho phép xác định giá trị của đại lượng

đo

Cảm biến thường được đặt trong các vỏ bảo vệ tạo thành đầu thu hay đầu dò, có thể có kèm các mạch điện hỗ trợ và nhiều khi trọn bộ đó lại được gọi luôn là “cảm biến”

– Cấu tạo chung:

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều các loại cảm biến phục vụ các mục đích khác nhau nhưng chung quy lại chúng đều được làm từ các sensor phần tử điện thay đổi tính chất theo sự biến đổi của môi trường (đầu dò)

Cấu tạo gồm các phần tử mạch điện tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh được đóng gói nhỏ gọn Các tín hiệu phát ra được quy chuẩn theo mức điện áp và dòng điện thông dụng nhất phù hợp với các bộ điều khiển

– Phân loại:

Trên thực tế có vô vàn những loại cảm biến khác nhau và chúng ta có thể chia các cảm biến thành hai nhóm chính:

+ Cảm biến vật lí: có thể kể đến một vài ví dụ dễ hình dung như sóng điện

từ, ánh sáng, hồng ngoại, tia X, hạt bức xạ, nhiệt độ, áp suất, âm thanh, từ

trường, gia tốc,…

+ Cảm biến hóa học: thường thấy như độ ẩm, độ PH, ion, khói,…

Ngoài ra ta cũng có một số hình thức phân chia khác

– Cảm biến chủ động và bị động

+ Cảm biến chủ động: không sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu

điện Điển hình là cảm biến áp điện làm bằng vật liệu gốm, chuyển áp suất thành điện tích trên bề mặt

+ Cảm biến bị động: có sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện

Điển hình là các photodiode khi có ánh sáng chiếu vào thì có thay đổi của điện trở tiếp giáp bán dẫn p-n được phân cực ngược

– Phân loại theo nguyên lí hoạt động

Theo nguyên lí hoạt động ta có thể kể đến những loại cảm biến nổi bật như:

+ Cảm biến điện trở: hoạt động dựa theo di chuyển con chạy hoặc góc quay của

biến trở, hoặc sự thay đổi điện trở do co giãn vật dẫn

+ Cảm biến cảm ứng: cảm biến biến áp vi phân, cảm biến cảm ứng điện từ, cảm

biến dòng xoáy, cảm biến cảm ứng điện động, cảm biến điện dung, …

+ Cảm biến điện trường: cảm biến từ giảo, cảm biến áp điện, …

+ Và một số cảm biến nổi bật khác như: cảm biến quang, cảm biến huỳnh

quang nhấp nháy, cảm biến điện hóa đầu dò ion và độ pH, cảm biến nhiệt độ,

Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 Adjustable IR Infrared Proximity Sensor sử dụng ánh sáng hồng ngoại để xác định vật cản phía trước cảm biến, cảm biến phát ra tia hồng ngoại với dải tần số chuyên biệt cho khả năng chống nhiễu tốt kể

cả ở điều khiện ánh sáng ngoài trời

Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 Adjustable IR Infrared Proximity Sensor có thể chỉnh khoảng cách mong muốn thông qua biến trở trên cảm biến, ngõ ra cảm biến ở dạng cực thu hở NPN nên cần thêm trở kéo lên VCC (khoảng 1~10k Ohm) trước khi giao tiếp với Vi điều khiển

– Thông số kỹ thuật

Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật Cảm biến

Khoảng cách phát

Chỉnh khoảng cách Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở

Dạng ngõ ra NPN cực thu hở cần thêm trở kéo lên VCC (khoảng

1~10k Ohm) trước khi giao tiếp với Vi điều khiển

Lưu ý: Tín hiệu ra có dòng rất nhỏ nên không được kích trực tiếp vào relay (rơ

le) sẽ gây cháy cảm biến, có thể tham khảo các Module relay đã được thiết kế bảo vệ [3]

Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất PLC như Siemens (Đức), Omron (Nhật Bản), Mitsubishi (Nhật Bản), Delta (Đài Loan)…

Ngôn ngữ lập trình phổ biến là LAD (Ladder logic - Dạng hình thang), FBD (Function Block Diagram - Khối chức năng), STL (Statement List - Liệt kê lệnh) và Ladder logic là ngôn ngữ lập trình PLC đang được ưa chuộng nhất

Hình 3.3 PLC Mitsubishi

PLC dựa vào các tín hiệu ngõ vào và các thuật toán điều khiển bên trong do người lập trình viết, nó sẽ xuất các tín hiệu ngõ ra để điều khiển các thiết bị khác

- Cấu trúc bên trong PLC

Tất cả các PLC hiện nay đều gồm có thành phần chính như sau:

+ Bộ nhớ chương trình RAM, ROM

+ Một bộ vi xử lý trung tâm CPU, có vai trò xử lý các thuật toán

+ Các modul vào/ra tín hiệu

- Nguyên lý hoạt động PLC

Đầu tiên các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi (như các sensor, contact, …) được đưa vào CPU thông qua module đầu vào Sau khi nhận được tín hiệu đầu vào thì CPU

sẽ xử lý và đưa các tín hiệu điều khiển qua module đầu ra xuất ra các thiết bị được điều khiển bên ngoài theo 1 chương trình đã được lập trình sẵn [4]

- Thông số kĩ thuật FXON-60MR [5]

Bảng 3.2 Thông số kĩ thuật PLC FX1N-14MR-DS

3.2.3 Màn hình hiển thị và điều khiển

Sử dụng màn hình E-view cho việc hiển thị các thông tin và điều khiển trực tiếp trên đó thông qua chức năng cảm ứng của màn hình

Kết nối truyền thông RS422, Hỗ trợ Board mở rộng RS485 / RS232

Bộ đếm tốc độ cao 1 phase 6 đầu vào max 60KHZ, 2 phases 2 đầu vào

max 30KHZ

Phát xung tốc độ cao 2 chân phát xung max.100khz

mở rộng thông qua module Có thể mở rộng lên tới 132 I/O thông qua module

mở rộng module chức năng Có thể mở rộng tối đa lên tới 2 module chức năng

Hình 3.4 Màn hình E view

– Thông số kỹ thuật

+ Kích Thước MÀN HÌNH LCD: 10.1 "

+ Độ phân giải: 1024*600 Pixels

+ Màn hình hiển thị màu sắc: 65536 màu

+ Độ sáng: 200 CD/m2

+ Đèn nền LED

+ Màn hình cảm ứng: 4-Dây Độ chính xác điện trở mạng (độ cứng bề mặt 4 H) + MÀN HÌNH LCD Tuổi thọ: 50,000 giờ

+ CPU 400 MHz RISC

+ Bộ nhớ 128 M FLASH + 64 M SDRAM

+ RTC & công thức bộ nhớ đồng hồ thời gian thực + 512KB

+ In cổng nối tiếp

+ Tải về một USB giao diện/Serial

+ Cổng giao tiếp COM0: RS232/RS485-2, COM2: RS232

– Thông Số điện

+ Điện Áp định mức DC24V

+ Dải điện áp vào 12 ~ 28VDC

+ Cho phép Điện Áp <3 ms

+ Điện trở cách điện hơn 50MΩ 500VDC

+ Kiểm tra áp suất 500 V AC MỘT PHÚT

– Cấu trúc Thông Số Kỹ Thuật

+ Độ Ẩm hoạt động 10 ~ 90% RH (không ngưng tụ)

+ Nhiệt độ bảo quản-10 ~ 60

+ Độ Ẩm lưu trữ 10 ~ 90% RH (không ngưng tụ)

Bộ Biến tần thường được sử dụng để điều khiển vận tốc động cơ xoay chiều theo phương pháp điều khiển tần số, theo đó tần số của lưới nguồn sẽ thay đổi thành tần số biến thiên

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý của biến tần

– Nguyên lý hoạt động của biến tần

Nguyên lý hoạt động của biến tần/ inverter cũng khá đơn giản

Nguồn điện xoay chiều một pha hay ba pha được chỉnh lưu, sau đó lọc thành nguồn điện một chiều bằng phẳng nhờ tụ điện và bộ chỉnh lưu cầu diode Nhờ vậy, cos(phi) - hệ số công suất biến tần có giá trị không phụ thuộc vào tải và có Min=0.96

Tiếp đến, điện áp một chiều được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều ba pha đối xứng, thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng cách điều chế độ rộng xung (PWM)

Hình 3.7 Sơ đồ mạch điện của biến tần

Nhờ công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực rất phát triển hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ

và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ Điện áp xoay chiều ba pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển Theo lý thuyết, giữa tần số

và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển Đối với tải có mômen không đổi, tỉ số giữa điện áp và tần số không đổi

Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4 Điện áp là hàm bậc

4 của tần số Điều này tạo ra đặc tính mômen là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm - quạt vì mômen cũng là hàm bậc hai của điện áp

Hình 3.8 Dạng sóng điện áp và dòng điện ra của biến tần

Hiệu suất chuyển đổi nguồn của biến tần rất cao vì sử dụng linh kiện bán dẫn công suất, sản xuất bởi công nghệ tiên tiến, giúp năng lượng tiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống

Ngoài ra, biến tần tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù hợp hầu hết các loại phụ tải khác nhau Biến tần còn tích hợp cả bộ PID, FOC, Vector (sensorless hoặc encoder), Torque control (sensorless hoặc encoder) và thích hợp với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau (RS232 hoặc RS485), phù hợp cho công tác điều khiển và giám sát trong hệ thống SCADA hay các hệ thống có tích hợp màn hình HMI, Bộ lập trình PLC… [7]

Hình 3.9 Biến tần Mitsubishi D700

– Thông số kỹ thuật chung của họ biến tần Mitsubishi D700

Bảng 3.3 Thông só kỹ thuật biến tần Mitsubishi D700

Dải công suất 0.1 – 15 Kw

Ngõ ra digital 5 cổng Báo trạng thái hoạt động của biến tần, báo

lỗi, có thể cài đặt các cổng theo từng ứng dụng cụ thể

Chế độ điều khiển Forward/Reveres, Multi speed, PID control, truyền

cổng kết nối Tích hợp thêm cổng kết nối màn hình rời

– Thông số kỹ thuật biến tần Mitsubishi FR-D720-3.7K

Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật biến tần Mitsubishi FR-D720-3.7K

Điện áp cấp cho biến tần 3 pha 200-240V 50/60H

Điện áp cấp cho động cơ 3 pha 200-240V

Ứng dụng Dùng cho motor không đồng bộ 3 pha 220V từ 0.1 kW

đến 15 kW

Tiêu chuẩn IP IP 2

Khả năng chịu quá tải 150% trong 60s, 200% trong 0.5s

Sai số tần số ngõ ra +- 5%

Hình 3.10 Biến tần được sử dụng

– Ứng dụng: dùng cho động cơ bơm nước, quạt, băng tải trục vít, cẩu trục ngang,

các ứng dụng trung bình có công suất dưới 15 kW

Việc cần quan tâm chú ý đầu tiên là cài đặt biến tần Mitsubishi tần số panel điều khiển biến tần Việc cài đặt gồm có 5 bước

+ Bật biến tần qua nút ON

+ Chọn chế độ PU

+ Cài đặt tần số qua núm điều chỉnh để chọn giá trị tần số mong muốn Thông số này sẽ nhấp nháy trong khoảng 5 giây Trong 5 giây này ấn SET để đặt giá trị tần số, nếu không hết 5 giây giá trị tần số sẽ về 0Hz

+ Ấn RUN để kích hoạt biến tần hoạt động hoặc gạt công tắc STF (quay thuận), STR ( quay ngược) lên nút ON

+ Ấn Stop/OFF để dừng hoạt động

– Cài đặt biến tần Mitsubishi tần số bằng chiết áp

+ Cài đặt tần số biến tần bằng chiết áp có 5 bước

+ Bật ON

+ Đặt chế độ hoạt động : Nhấn PU/EXT trong 0.5s Lúc này đèn chỉ thị PRM sẽ nhấp nháy và thông số xuất hiện trên màn hình là “79 - Sau đó quay núm điều chỉnh cho đến 79-4 Ấn SET để xác nhận cài đặt

+ Ấn RUN

+ Xoay chiết áp để thay đổi tần số, lưu ý xoay từ từ Khi xoay kịch chiết áp đến tần số 60hz thì dừng

+ Gạt công tắc STF, STR

+ Gạt công tắc xuống OFF để dừng

– Cài đặt biến tần Mitsubishi bằng công tắc

+ Bật ON

+ Đặt chế độ hoạt động theo các trình tự sau: Nhấn PU/EXT và MODE trong 0.5s Trên màn hình biến tần sẽ xuất hiện thông số “79 – –” và đèn chỉ thị PRM nhấp nháy Quay núm điều chỉnh lên mức “79 – 4” Đèn chỉ thị PU và PRM nhấp nháy Nhấn SET để xác nhận cài đặt

+ Chọn tần số mong muốn bằng cách sử dụng công tắc RH, RM, RL ( viết tắt của run hight, run medium, run low – tốc độ nhanh, tốc độ trung bình, tốc độ thấp) + Nhấn RUN

+ Nấn STOP để dừng

+ Tắt công tắc RL để bỏ chế độ hoạt động thấp [8]

3.2.5 Relay trung gian

– Cấu tạo

Được cấu tạo từ nam châm điện và hệ thống các tiếp điểm đóng cắt, với thiết kế nhỏ gọn, module hóa, dễ dàng lắp đặt và thay thế Ngày nay rơ le trung gian được dùng rất nhiều trong ngành điện tử, đặc biệt là tích hợp trong các tủ điện , tủ điều khiển và hệ thống máy móc công nghiệp

– Nguyên lý hoạt động

Dòng điện chạy qua relay trung gian sẽ chạy qua cuộn dây bên trong Nó tạo ra một từ trường hút Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong Hiện tượng này làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện Từ đó sẽ làm thay đổi trạng thái của relay

Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế

Relay có 2 mạch độc lập nhau hoạt động Một mạch điều khiển cuộn dây của relay: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không (hay có nghĩa là điều khiển relay ở trạng thái ON hay OFF) Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm soát có qua được relay hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF của relay [9]

Hình 3.11 Sơ đồ đấu nối của relay trong mạch điện

Hình 3.12 Khối relay trong tủ điều khiển

Relay là bộ phận trung gian giữa PLC, van thủy lực và biến tần Để tín hiệu từ PLC có thể điều khiển các các đối tượng chúng ta cần các relay trug gian đóng cắt dòng điều khiển

3.2.6 Nút nhấn

– Khái niệm và công dụng của nút nhấn

Hình 3.13 Nút nhấn

Nút nhấn hay là nút điều khiển là loại khí cụ điện dùng để đóng, ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi các mạch điều khiển tín hiệu, liên động, bảo vệ… Nút nhấn dùng trong mạch điện một chiều điện áp đến 440 V và trong mạch điện xoay chiều điện áp đến 500 V

Nút nhấn là loại khí cụ điện kết hợp với một số thiết bị khí cụ điện khác như công tắc tơ, khởi động từ, rơ le trung gian, rơ le thời gian… đóng hay cắt mạch điện từ

xa, để khởi động, dừng, đảo chiều quay động cơ điện, chuyển đổi, liên động mạch điều khiển tín hiệu

Nút nhấn thường đặt trên các bảng điện điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn

Trong mô hình máy đóng nhãn, nút nhấn được sử sụng để diều khiển cho máy vận hành theo các chế độ mong muốn, bắt đầu, kết thúc quy trình

– Thông số kỹ thuật và đặc điểm sử dụng

+ Khi sử dụng nút nhấn cần chú ý thông số điện áp và dòng điện chạy qua nút nhấn phù hợp thông số kỹ thuật của nhà sản xuất

+ Trên mạch điện có gắn thiết bị bảo vệ quá tải và ngắn mạch nhằm bảo vệ công tắc và thiết bị điện

+ Chú ý tiếp điểm của nút nhấn cho dòng điện bé đi qua do đó không lắp nút nhấn trên mạch điện có công suất trung bình và công suất lớn, chỉ lắp trên mạch điện điều khiển [10]

3.2.7 Nút nhấn khẩn cấp

– Định nghĩa

Nút nhấn dừng khẩn cấp hay còn gọi là Emergency Stop button Là loại nút nhấn được sử dụng dừng máy trong các trường hợp khẩn cấp, nhờ thiết kế đầu nút lớn, trong trường hợp khẩn cấp có thể tác động dễ dàng, khi bị tác động thì nút nhấn khẩn cấp duy trì trạng thái, muốn trở lại ban đầu thì phải xoay nút nhấn

Thông thường tiếp điểm sử dụng là tiếp điểm thường đóng, có nghĩa là lúc nào điện cũng qua tiếp điểm để cho máy hoạt động Khi được tác động thì sẽ ngắt điện ra

Nút nhấn khẩn cấp được sử dụng nhiều trên các dây chuyền máy móc và được mắc nối tiếp với nhau, đặt nhiều vị trí trên dây chuyền máy để chổ nào cũng có thể ngừng máy trong trường hợp khẩn cấp

Cụm tiếp điểm được trang bị hai tiếp điểm thường đóng và thường mở, ngoài ra

ta cũng có thể chọn 2 NO, 2 NC, 1NO, 1NC, nếu còn nhu cầu nhiêu hơn thì có thể gắn thêm cụm tiếp điểm khác bao nhiêu cũng được Sử dụng điện áp lên đến 500VAC

Nhiệt độ hoạt động -20-70 độ C, tiếp điểm bằng đồng [11]

Hình 3.15 Cấu tạo nút dừng khẩn cấp

3.3 Hệ thống thủy lực

Là một phần quan trọng không thể thiếu trong cấu tạo của máy, giúp máy có thể hoạt động được nhờ sự chuyển động tịnh tiến của các Xilanh Để các Xilanh có thể vận hành một cách linh hoạt theo yêu cầu và đem lại hiệu suất cao cho máy thì cần phải có sự kết hợp một cách chính xác, chắc chắn giữa các bộ phận với nhau