đồ án công nghệ thông tin Thiết kế hệ thống điều khiển cho công nghệ kiểm tra sản phẩm có khuyết tật hay không

CHƯƠNG 1: QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆThuyết minh hoạt động của thiết bị Ban đầu,ta cấp nguồn điện cho hệ thống rồi Ên nót khởi động.Các động cơ A,B,C đang ở vị trí ban đầu như hình vẽ.Khi có mộ

1 Nhiệm vô : thiết kế hệ thống điều khiển cho công nghệ kiểm tra sản phẩm có khuyết tật hay không như hình vẽ

2 Nội dung

- Tìm hiểu công nghệ

- Thiết kế sơ đồ nguyên lý

B

C

P

CHƯƠNG 1: QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ

Thuyết minh hoạt động của thiết bị

Ban đầu,ta cấp nguồn điện cho hệ thống rồi Ên nót khởi động.Các động cơ A,B,C đang ở vị trí ban đầu (như hình vẽ).Khi có một sản phẩm được đưa vào máng đẩy thì nó tác động vào công tắc hành trình d.Công tắc hành trình bị tác động chứng tỏ đã có sản phẩm đi vào máng đẩy,Động cơ A thực hiện chuyển động sang phải ( nguyên công A+).Khi sản phẩm được đẩy đến vị trí để xác định chất lượng thì nó tác động vào công tắc hành trình a1 làm động cơ A chuyển động sang trái (nguyên công A-); đồng thời,bộ

đo lường chất lượng sản phẩm được kích hoạt để xác định chất lượng sản phẩm.Khi động cơ A đi đến vị trí tận cùng bên trái,nó tác động vào công tắc hành trình a0 kết hợp với thông tin về chất lượng sản phẩm (đã được sử lý)được dùng để điều khiển cơ cấu phân loại:

- Nếu sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng thì có các tín hiệu đầu vào: p0=1,p1=0 động cơ B thực hiện chuyển động đẩy sản phẩm theo máng trượt xuống ngăn chứa sản phẩm đạt yêu cầu(nguyên công B+).Khi động cơ B đi sang vị trí tận cùng bên trái của hành trình-nơi mà sản phẩm được phân loại đã chắc chắn xuống đến ngăn chứa sản phẩm có chất lượng tốt-thì nó tác động vào công tắc hành trình b1:có tính hiệu b1=1,nhờ vậy động cơ B được thu về(nguyên công B-).Khi động cơ B đi về đến vị trí ban đầu thì tác động vào công tắc hành trình b0:có tín hiệu b0=1,kết thúc thủ tục phân loại sản phẩm đầu tiên

- Nếu sản phẩm không đạt tiêu chuẩn chất lượng thì có các tín hiệu đầu vào p0=0,p1=1,động cơ C thực hiện chuyển động đẩy sản phẩm theo máng trượt xuống ngăn chứa sản phẩm không đạt yêu cầu chất lượng(nguyên công C+).Khi động cơ C đi sang vị trí tận cùng bên trái của hành trình-nơi mà sản phẩm được phân loại đã chắc chắn xuống đến ngăn chứa sản phẩm có chất lượng xấu-thì nó tác động vào công tắc hành trình c1:có tín hiệu c1=1,nhờ vậy động cơ C được thu về(nguyên công C-).Khi động cơ C đi về đến

vị trí ban đầu thì tác động vào công tắc hành trình c0:có tín hiệu c0=1,kết thúc thủ tục phân loại sản phẩm đầu tiên

Sau khi phân loại xong sản phẩm đầu tiên,các động cơ còng như các công tắc hành trình đều quay trở lại trạnh thái ban đầu,chờ sản phẩm tiếp theo được đưa vào máng để phân loại.Và như vậy là hệ thống hoạt động một cách từ động

Trong trường hợp có sự cố cần phải dừng hoạt động của hệ thống gấp còng nh khi kết thúc một giai đoạn sản xuất,người vận hành muốn dừng việc hoạt động của hệ thống thì có thể thực hiện dễ dàng nhờ các thao tác đơn giản

Kết luận

Theo chu trình hoạt động của thiết bị như quá trình công nghệ đã nêu thì chúng ta thấy đối tượng điều khiển của chúng ta là:

1 Động cơ A

2 Động cơ B

3 Động cơ C

Các hoạt động của các đối tượng trên đều tuân theo hành trình của sản phẩm cần phân loại,cũng như chất lượng của nó.Nghĩa là ở đây ta có bài toán điều khiển hướng đối tượng

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ.

I Giới thiệu chung

Khi tiến hành tổng hợp một hệ điều khiển theo quy trình công nghệ đã cho(có thể bằng lời nói,chữ viết,đồ thị công nghệ…)người ta biểu diễn sự hoạt động của công nghệ theo đúng tuần tự thời gian tác động của các biến vào và ảnh hưởng của nó tới các biến

ra để từ đó đưa ra mét quy luật điều khiển cho hệ thống.Để tổng hợp mạch điều khiển cho hệ thống ta có các phương pháp sau:

-Tổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp ma trận trạng thái

-Tổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp hàm tác động

-Tổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp phân tầng

-Tổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp Grafcet

Cho dù được thực hiện bằng phương pháp nào thì một mạch điều khiển được tổng hợp phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:

_ Thực hiện đúng quy trình và tiến trình công nghệ đã được đặt ra

_ Có độ tin cậy điều khiển cao

_ Đảm bảo gọn nhẹ, đơn giản và thuận tiện cho việc vận hành

_ Có tính kinh tế

Theo nhiệm vụ thiết kế, để tổng hợp mạch điều khiển ở đây ta sử dụng phương pháp Grafcet Grafcet là một công cụ mô tả bằng hình học cho phép biểu diễn hoạt động của một hệ thống tuần tự, là đồ hình chức năng cho phép mô tả các trạng thái làm việc và biểu diễn quá trình điều khiển với các trạng thái chuyển biến từ trạng thái này sang trạng thái khác Grafcet cho một quá trình luôn là một đồ hình khép kín từ trạng thái đầu tới trạng thái cuối.

II.Thiết lập Grarcet hệ thống

1.Grafcet I:

Grafcet I là một đồ hình trạng thái mà trên các trạng thái người ta giải thích chi tiết những hành vi xảy ra ở hệ thống theo công nghệ yêu cầu.Theo như công nghệ yêu cầu như ở chương 1 phân tích ta có thể xây dựng được Grafcet I như sau:

2 Sơ bộ chọn cỏc thiết bị và kớ hiệu tờn thiết bị

Chọn thiết bị chấp hành là ba động cơ A,B,C với cỏc nguyờn cụng kốm theo: + Động cơ A cú cỏc trạng thỏi:

-A+ là trạng thỏi động cơ A sang phải

-A_ làtrạng thỏi động cơ A sang trỏi

+Động cơ B cú cỏc trạng thỏi:

- B+ là trạng thỏi động cơ B đẩy sản phẩm vào ngăn chứa sản phẩm tốt

- B- là trạng thỏi động cơ B rỳt về sau khi đẩy sản phẩm tốt

+Động cơ C cú cỏc trạng thỏi:

- C+ là trạng thỏi động cơ C đẩy sản phẩm vào ngăn chứa sản phẩm xấu

6

0

4 3 2 1

5

Đã ở trạng thái ban đầu

Động cơ B đã rút về

Trạng thái động cơ B đẩy sản phẩm xuống ngăn chứa sản

phẩm tốt

Trạng thái động cơ A sang trái

động cơ A đã sang trái,sản

phẩm tốt

Trạng thái động cơ B rút về

Động cơ B đã đẩy sản phẩm xuống ngăn chứa sản phẩm

tốt

Trạng thái động cơ A đẩy sản phẩm

sang phải trạng thái ban đầu

Động cơ A đã đẩy sản phẩm sang phải Xác định trạng thái ban đầu

Động cơ A đã sang trái,sản phẩm xấu

Động cơ C đã rút về

Trạng thái động cơ C

đẩy sản phẩm xuống ngăn chứa sản phẩm xấu

Động cơ C đã đẩy sản phẩm xuống ngăn chứa sản phẩm xấu Trạng tháiđộng cơ

C rút về

- C- là trạng thái động cơ C rút về sau khi đẩy sản phẩm xấu

+Để điều khiển động cơ A ta chọn 3 cảm biến vị trí là a0, a1,d:

- d để điều khiển A thực hiện chuyển động A+

- a1, a0 để điều khiển A và thực hiện kết thúc chuyển động

A-+Để điều khiển động cơ B ta chọn hai cảm biến vị trí b0, b1 và sử dụng tín hiệu báo chất lượng sản phẩm tốt p0:

- p0 để điều khiển B thực hiện chuyển động B+

- b1, b0 để điều khiển B thực hiện và kết thúc chuyển động

+Để điều khiển động cơ C ta chọn cả hai cảm biến vị trí c0, c1 và sử dụng tín hiệu báo chất lượng sản phẩm xấu p1:

- p1 để điều khiển C thực hiện chuyển động C+

- c1, c0 để điều khiển C thực hiện và kết thúc chuyển động C

Trong đó các cảm biến vị trí là loại công tắc hành trình tự phục hồi + Để mở máy chọn nót Ên M

+ Để xác định trạng thái ban đầu chọn nót Ên G

+ Để xoá các mô đun trạng thái dung nót Ên xoá X

3 Lập Grafcet II

Mô tả hệ thống dưới các trạng thái mà trên đó các chữ viết ở Grafcet I được thay thế bằng kí hiệu và dùa vào các kí hiệu này ta xác định hàm điều khiển thay trạng thái Ta xây dựng được Grafcet II nh sau:

g A-, B-,

C-d a0 b0 c0, m A+

0

1

2

3

4

5

6

a1

*/ Phương trình trạng thái của hàm điều khiển:

S0+ = b0S4 + c0S6 + g

S0- = S1 S1+ = (a0b0c0d + m) S0

S1- = S2 S2+ = a1S1

S2- = S3 + S5 S3+ = a0S2

S3- = S4 S4+ = b1S3

S4- = S0 S5+ = a0S2

S5- = S6 S6+ = c1S5

S6- = S0

*/ Hàm logic điều khiển:

f(S0)=(S4b0 + S6C0 + g + S0)S1

f(S1)=(S0(da0b0c0 + m)+S1)S2

f(S2)=(S1a1+S2)S3+S5 = (S1a1 + S2)S3 x S5

f(S3) = (S2a0p0 + S3)S4

f(S4) = (S3b1 + S4)S0

f(S5) = (S2a0d1 + S5)S6

f(S6) = (S5c1 + S6)So

4/ Sơ đồ:

- Sơ đồ mạch lực

- Sơ đồ điều khiển

* Mạch động lực

CD1

CD2

A A + +

603

601 A_

503

501 A_

A_

403

401 303

301 201

103

A+

A+

10 1

203

Động cơ A

B+

603

601 B_

503

501 B_

B_

403

401 303

301 201

103

B+

B+

10 1

203

Động cơ B

NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Khi cấp điện cho mạch thì chưa có phần tử nào trong mạch làm việc tức là

S0=S1=S2=S3=S4=S5=S6=0

Khi Ên nót Ên g thì S0 có điện(S0=1)tiếp điểm(1;5) đống lại để duy trì điện cho cuộn dây S0

Khi Ên nót Ên m thì cuộn dây S1 có điện(S1=1),tiếp điểm(1;21)đóng lại để duy trì dòng điện cho cuộn dây S1.Đồng thời trong mạch lực các tiếp điểm A+ (101,103) (201,203)(301,303) đóng lại cấp điện cho động cơ A quay thuận thực hiện chuyển động

A+ đẩy sản phẩm sang phải

Khi sản phẩm đã đến vị trí để thiết bị đo lường xác định chất lượng tức là hết chuyển động A+ thì vấu gạt gạt sang a1(a1=1) thì cuộn dây S2 có điện,tiếp điểm(1,27) đóng lại để duy trì dòng điện cho cuộn dây S2.Đồng thời lúc này trong mạch lực các tiếp

B +

603

601 B_

503

501 B_

B_

403

401 303

301 201

103

B+

B+

10 1

203

Động cơ C

điểm A- (401,403);(501,503);(601,603) đóng lại cung cấp điện cho động cơ A quay ngược thực hiện chuyển động A- sang trái.Hết chuyển động A- vấu gạt gạt sang a0(a0=1)

và kết hợp với thông tin về sản phẩm (đã được sử lý)được dùng để điều khiển cơ cấu phân loại sản phẩm(điều khiển động cơ B,C)

Nếu sản phẩm đạt tiêu chuẩn tức là d0=1 thì cuộn dây S3 có điện (S3=1) các tiếp điểm (1,37) đóng lại để duy trì dòng điện cho cuộn dây S3.Đồng thời trong mạch lực thì các tiếp điểm B+ (101,103);(201,203);(301,303) đóng lại cung cấp điện cho động cơ B quay thuận thực hiện chuyển động B+ đẩy sản phẩm không có khuyết tật xuống ngăn chứa sản phẩm đạt tiêu chuẩn.Hết chuyển động B+ vấu gạt gạt vào b1 thì cuộn dây S4 có điện (S4=1)tiếp điểm (1,43) đóng lại để duy trì điện cho cuộn dây S4.Đồng thời tại mạch lực các tiếp điểm B- (401,403);(501,503);(601,603) đóng lại cung cấp điện cho động cơ

B quay ngược thực hiện chuyển động B-.Hết chuyển động B- vấu gạt gạt vào b0 kết thúc quá trình kiểm tra sản phẩm đầu tiên

Nếu sản phẩm có khuyết tật thì có tín hiệu đầu vào d1=1,cuộn dây S5 có điện,tiếp điểm(1,51) đóng lại duy trì dòng điện cho cuộn dây S5.Đồng thời trong mạch lực các tiếp điểm C+ (101,103);(201,203);(301,303) đóng lại cung cấp điện cho động cơ C quay thận thực hiện chuyển động C+.Hết chuyển động C+ vấu gạt gạt vào c1 thì cuộn dây S6 (S6=1) có tiếp điểm (1,57) đóng lại để duy trì điện cho cuộn dây S6.Hết chuyển động C

-vấu gạt gạt vào Co kết thúc quá trình kiểm tra sản phẩm thứ nhất

Hết quá trình kiểm tra sản phẩm đầu tiên các phần tử trong mạch trở lại trạng thái đầu tiên chở sản phẩm thứ hai được đưa vào máng đẩy rồi lại tiếp tục quá trình phân loại sản phẩm.Quá trình này lặp đi lặp lại cho đến hết sản phẩm phải phân loại.Khi hết sản phẩm phải kiểm tra,muốn dừng quá trình lại ta Ên nót Ên D để dừng lại