đồ án tự động hóa Ứng dụng plc s7 – 200. điều khiển cho quá trình công nghệ máy định hình lưu hóa lốp ô tô

Trường đại họcKTCN Nội dung thuyết minh: Chương 1: Khái quát về dõy truyền sản xuất lốp ơ tơ Chương 2:Phõn tích mạch điều khiển rơ le cơng tắc tơ của máy lưu hoá lốp Chương 3:Tổng quan v

Trang 1

ĐạI HÄC THáI NGUYêN TRưấNG đạI HÄC Kĩ THUậT CôNG NGHIƯP

Bộ giáo dục  đào tạo Cộng hồ xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Đại học Thái Nguyên Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA

1

Trang 2

Trường đại họcKTCN

Nội dung thuyết minh:

Chương 1: Khái quát về dõy truyền sản xuất lốp ơ tơ

Chương 2:Phõn tích mạch điều khiển rơ le cơng tắc tơ của máy lưu hoá lốp Chương 3:Tổng quan về PLC S7-200

Chương 4: Ứng dụng PLC điều khiển cho máy lưu hĩa lốp dùng S7-200 Chương 5:Kết nối PLC cho tay máy

Số lượng và kích thước bản vẽ:4 bản vẽ A 0

1 : Bản vẽ sơ đồ dõy truyền cơng nghệ sản xuất lốp ơ tơ

2 : Bản vẽ lưu đồ điều khiển của máy lưu hĩa

3 : Bản vẽ mạch rơ le điều khiển tay máy và lưu hĩa lốp

4 : Bản vẽ kết nối PlC với tay máy

Bản đồ án này được duyệt ngày…thỏng…năm2006

Giáo viên hướngdẫn

Vừ Quang Vinh

Lời nĩi đầu

Trong cơng cuộc xõy dựng và phát triển đất nước đang trong thời kỳcơng nghiệp hoá - hiện đại hoá Với những cơ hội thuận lợi và những khĩ khăn

Trang 3

thách thức lớn Điều này đặt ra cho thế hệ trẻ, những người chủ tương lai củađất nước những nhiệm vụ nặng nề Đất nước đang cần sức lực và trí tuệ cũngnhư lịng nhiệt huyết của những trí thức trẻ, trong đĩ cĩ các kỹ sư tương lai

Với sự phát triển nhanh chĩng của các mạng khoa học kỹ thuật nĩi chung

và trong lĩnh vực Điện - Điện tử -Tin học nĩi riêng làm cho bộ mặt của xã hội

thay đổi từng ngày Trong hoàn cảnh đĩ, để đáp ứng được những điều kiện thựctiễn của xản xuất địi hỏi những người kỹ sư điện tương lai phải được trang bịnhững kiến thức chuyên ngành một cách sõu rộng

Trong khuơn khổ chương trình đào tạo kỹ sư ngành Tự động hố – Cung

cấp điện, nhằm giúp cho sinh viên trước khi ra trường cĩ điều kiện hệ thống

hoá lại những kiến thức đã được trang bị ở trường cũng như cĩ điều kiện tiếpcận với mơ hình kỹ thuật chuyên ngành của thực tiễn trong sản xuất, đồng thờigiúp cho sinh viên cĩ cơ hội tư duy độc lập nghiên cứu và thiết kế Cũng nhưcác trường đại học kỹ thuật trong cả nước để giúp cho sinh viên trước khi ra

trường cĩ ý thức được cơng việc làm của mình sau này cho nên trường Đại học

kỹ thuật cơng nghiệp Thỏi nguyờn đã tổ chức cho sinh viên trước khi ra

trường làm đồ án tốt nghiệp và bản đồ án này được hoàn thiện trong điều khiện

đĩ

Trong thực tiễn các cơng ty, xí nghiệp cơng nghiệp hiện nay đang đặt ravấn đề là cải tạo, năng cấp lại những thiết bị và dõy truyền sản xuất cũ theoquan điểm giữ lại những thiết bị đã hoàn thiện, cải tạo và thay thế những phần

đã lạc hậu hoặc cĩ nhiều nhược điểm để cho ra những thiết bị cĩ độ hoàn thiệncao Dựa trên nền tảng đĩ bản đồ án thiết kế ứng dụng PLC điều khiển quá trìnhcơng nghệ máy lưu hĩa trong dõy truyền sản xuất lốp ơ tơ

Với mục đớch làm việc nghiêm túc, tinh thần học hỏi và những nỗ lựccao của bản thõn nội dung của bản đồ án được xõy dựng trên cơ sở tớnh toánlơgớc, khoa học và cĩ tớnh thuyết phục cao Bản đồ án được trình bày một cáchlơgớc ngắn gọn giúp cho người đọc dễ hiểu, các số liệu được lấy từ những tàiliệu đã được các thầy giáo ngành Tự động hoá giảng dạy và tài liệu gốc củacơng ty cổ phần cao su TELIN Tuy nhiên do kiến thức cịn hạn chế, trongphạm vi thời gian cĩ hạn, lượng kiến thức lớn nên bản đồ án khơng tránh khỏinhững khiếm khuyết

Em mong nhận được sự đĩng gĩp xõy dựng của các thầy cũng như bạn

bè để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn Trong quá trình làm đồ án emnhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cơ giáo cũng

như sự gĩp ý của các bạn Đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy giáo Võ Quang Vinh

–Tiến sỹ khoa học, giảng viên bộ mơn tự động hoá của trường Em xin chõnthành cảm ơn !

Sinh viên thiết kế

Trang 4

………

Nhận xét của giáo phản biện ………

………

Trang 5

………

Mục Lục

5

Trang 6

Chương I Khái quát về dây truyền sản xuất lốp ô 6

1.1 Khái quát về dõy truyền sản xuất lốp ô tô của nhà máy 7

Chương II Phân tích mạch rơ le công tắc tơ của máy định hình lưu

2.3.1 Điều khiển tay máy 19

Chương IV Ứng dụng PLC SIMATIC S7 200 để điều khiển cho

quá trình công nghệ của máy định hình lưu hóa 65

Chương V Lập trình và kết nối PLC cho tay máy

Trang 7

Chương I

Khái quát về dây truyền

sản xuất lốp ơ

1.1 :Khái quát về dõy truyền sản xuất lốp ơ tơ của nhà máy

1.1.1: Giới thiệu về nhà máy

Cơng ty cổ phần cao su TELIN địa chỉ tại lơ 40E khu cơng nghiệp Quang Minh

7

Trang 8

- Huyện Mê Linh - Tỉnh Vĩnh Phúc Là nhà máy sản xuất săm lốp ơ tơ cĩ cơngsuất lớn Nhà máy sản suất lốp ơ tơ đã áp dụng cơng nghệ tiên tiến nhất củaNhật Bản Sản phẩm lốp ơ tơ đạt chỉ tiêu chất lượng ISO như ISO 9000-2005,ISO 14000 Năm 2005 nhà máy đã sản suất được 2000000 lốp ơ tơ thànhphẩm.Sản phẩm săm săm ơ tơ chủ yếu được tiêu thụ rộng rãi trên thị trườngtrong nước cũng như xuất khẩu ra nước ngồi Sản phẩm là lốp ơ tơ cĩ kíchthước và quy các sau

1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật của lốp ơ tơ

Kết cấu của lốp, kích thước cơ bản và vật liệu của nĩ được xác định phụthuộc vào các yêu cầu kỹ thuật mà lốp phải đáp ứng Các yêu cầu đĩ xác đượcvào mục đích, kết cấu và điều kiện làm việc của lốp ơ tơ

Đầu tiên phải cho trước tải trọng, tuổi thọ, khả năng vượt chướng ngại vật

và tốc độ của ơ tơ Khi thiết kế cũng cần tính tốn đến yêu cầu độ cứng hướngtâm và hơng lốp, yêu cầu về độ an tồn, độ ồn

Áp lực bơm là đại lượng cơ bản để xác định kích thước lốp là tải trọng, đĩ

là tải trọng hướng kính lớn nhất mà lốp chịu tải này cĩ tuổi thọ cao nhất khi xửdụng

Tải trọng tĩnh bao gồm tồn bộ tải trọng của xe, của hàng và người lái

Tải trọng động xuất hiện khi ơ tơ chạy, được tính vào bằng các hệ số dựphịng khác nhau cho mọi loại lốp Lốp chịu tải trọng động lớn (lốp cho xe chạytrong hầm lị, đường núi cĩ độ bền cao hơn so với lốp thường

Áp lực bên trong của lốp xe bị giới hạn bởi yêu cầu về tính đàn hồi hướngkính cao để đáp ứng tính tiện nghi của xe Trong trường hợp này, khích thướcbao của lốp được xác định từ tải trọng và trị số áp lực của lốp

Khi xác định các kích thước bao của lốp cũng cần tính đến yêu cầu về bốcục hình dáng ơ tơ Trên cơ sở các yêu cầu trên, xác định đường kính vành xe,giới hạn đường kính ngồi và bể rộng của lốp

Đường kính vành xe được đảm bảo bán kính lúc cần thiết, kết cấu phanh vàcác yêu cầu về tiêu chuẩn hố

Yêu cầu về khả năng vượt chướng ngại vật giả quyết bằng việc chọn kiểuhoa lốp thích hợp cũng như chọn loại lốp chuyên dùng

Yêu cầu về tốc độ giả quyết khi chọn vật liệu Lốp xe chạy tốc độ cao đượcchế tạo từ các nguyên vật liệu cĩ độ bề nhiệt cao và ít sinh nhiệt

Trên cơ sở thực tế sử dụng lốp đã xác định số lớp vải mành như sau

- Lốp xe tải chạy đường tốt 8-12 lớp

- Lốp xe tải chạy đường xấu 12-16 lớp

- Lốp xe bỳyt 14-16 lớp

Trang 10

1.1.3: Giới thiệu về dây truyền làm lốp

1.1.3.1Sơ đồ của dây truyền sản xuất lốp ơ tơ (hình vẽ 1.1)

DÇu Cao su

tæng hîp

cao su thiªn nhiªn

than ®en ho¸ chÊt

luyÖn kÝn

luyÖn hë

c¾t v¶i c¸n tr¸ng

l¦u ho¸

kcs

thµnh h×nh d¸n èng

Trang 11

- Dầu

- Than đen

Nguyên liệu đầu vào là các thành phần trên được đưa qua hệ thống cân băngđịnh lượng qua băng tải và dẫn nguyên liệu đến máy luyện kín Tại máy luyệnkớn thỡ cỏc thành phần trên được luyện để tạo sự kết dính lại với nhau vớinhiệt độ trong khi luyện là đảm bảo ở nhiệt độ 70oC Sau một thời gian sảnphẩm luyện kín được nhả qua băng tải và chuyển đến máy luyện hở Máy luyện

hở cĩ nhiệm vụ luyện và cắt nhỏ cao su thành những tấm nhỏ và chuyển quabăng tải Sau đĩ nhúng vào dung dịch Na2C03 sau đĩ được chuyển qua giàn sấykhơ và cắt nhỏ ra thành từng tấm Những tấm cao su nhỏ này sẽ là bán thànhphẩm của cơng đoạn tiếp theo là

- dây truyền cán vải

- dây truyền ộp đựn mặt lốp (ép suất)

- dây truyền làm tanh

Cao su sau khi được luyện hở được đưa đến máy luyện hở 560, từ máy luyện

hở 560 này cao su được cắt thành những tấm nhỏ và được chuyển qua băng tảidẫn cao su đến máy cán tráng 4 trục như (hình vẽ 1.2)

h×nh 1.2 Vải mành được cán hai lớp cao su mỏng và vải sau khi được đi qua mỏy chớnhđược làm nguội bằng giàn phụ trợ và cuốn lai bằng lơ quấn vải Vải sau khiđược cán xong được chuyển qua máy cắt vải, ở đây máy cắt vải sẽ tự động cắtvải với kích thước đã định sẵn là được lập trình để cắt với nhưng khích thướcvải khác nhau vải sau khi đã được cắt qua băng tải chuyển qua mỏy dỏn ống.Nhiệm vụ của mỏy dỏn ống là dỏn cỏc ống vải lại với nhau theo yêu cầu kỹthuật của từng loại lốp

Cao su sau khi luyện được đưa đến 03 máy luyện hở 560 (hình vẽ 1.3)

11

Trang 12

cao su

cao sumÆt lèp

th©n lèp

h«ng lèpMÆt ngoµi lèp

D©y thÐp

Nguyên liệu đầu vào là thép và cao su luyện khi thép qua miệng mỏy thì đượcbọc một lớp cao su, sau đĩ thép được bọc cao su chuyển qua máy quấn thànhvịng tanh

Sau khi đã thực hiện được các cơng đoạn trên nguyên liệu được tổng hợp lại

để phục vụ cho cơng đoạn thành hình lốp, tuỳ theo từng loại lốp mà quyết định

số ống vải khác nhau nhưng đa phần là (03-06)ống vải trong một lốp Bản chất

Trang 13

của thành hỡnh lốp là ta ghộp giữa ống vải, vịng tanh, mặt lốp lại với nhauthành một thể thống nhất, khi thành hỡnh xong chuyển qua cơng đoạn định hỡnhlưu hố đõy là cơng đoạn quan trọng quyết định đến chất lượng lốp yờu cầucơng nghệ của cơng đoạn này là lốp đem vào lưu hố phải đảm bảo cỏc chỉ tiờu

kỹ thuật sau

- Đảm bảo trọng lượng lốp phải đồng đều

- Nhiệt độ lưu hố phải giữ ổn định ở 162oC-168oC

- Áp lực khớ nộn phải đạt

- Thời gian lưu hĩa phụ thuộc vào kớch thước của từng lốp

Lốp sau khi được lưu hố được chuyển đến bộ phận cắt rõu sau đĩ chuyển qua

bộ phận kiểm tra(KCS) Một số lốp sẽ được kiểm tra bằng mỏy lý trỡnh để kiểmtra chất lượng lốp nếu chất lượng lốp khi cho vào mỏy lý trỡnh chạy thử màkhơng đạt thỡ phải thực hiện lại cơng đoạn pha chế nguyờn vật liệu ban đấu, cịnđạt thỡ được đem lưu kho và xuất hàng

1.1.4 : Giới thiệu về một số mỏy trong dõy truyền

1.1.4.1: Giới thiệu về mỏy cỏn trỏng 04 trục và giàn phụ trợ

a : Yờu cầu cơng nghệ của mỏy cỏn trỏng 04 trục

hình 1.5 sơ đồ khối của máy chính

Giới thiệu về sơ đồ

ĐC : Động cơ điện một chiều kớch từ độc lập

BBĐ : Bộ biến đổi cung cấp nguồn nuơi cho động cơ

RI : Khối khuếch đại dịng điện

Trang 14

b : Yờu cầu cơng nghệ đối với giàn phụ trợ

- Tạo hướng đi cho vải mành trước và sau khi đi qua mỏy chớnh

- Cĩ giàn trữ vải phớa trước mỏy chớnh

- Cĩ bộ phận sấy vải trước khi vải đi vào mỏy chớnh

- Cĩ giàn làm mỏt sau khi cỏn

- Tốc độ của mỏy kộo vải và mỏy nhả vải phải đồng tốc với mỏy chớnh

tg1 m1

m2 tg2

+

-điều chỉnh tốc độ bằng bù điện áp phần ứng

Trờn đừy là phương ỏn xử lý đồng tốc giữa mỏy chớnh và mỏy kộo vải Động

cơ M1 là động cơ mỏy chớnh

M2 là động cơ cuốn vải và nhả vải

Yờu cầu động cơ M1 đồng tốc với động cơ M2 khi cĩ sự thay đổi của tải

Ở đừy ta dựng điều chỉnh tốc độ bằng cỏch bự điện ỏp phần ứng về nguyờn tắclấy tớn hiệu sai lệch tốc độ Khi tớn hiệu tốc độ tăng lờn hay giảm xuống làmcho bộ cảm biến chiều dài thay đổi đưa đến mạch điều chỉnh RL làm thay đổikớch từ của động cơ M2 sao cho Ω1=Ω2 và như vậy sẽ đảm bảo đồng tốc

Trang 15

Chương II

Phân tích mạch rơ le cơng tắc tơ của

máy định hình lưu hĩa

2.1:Máy Định hình Lưu hố

15

Trang 16

2.1.1.Giới thiệu về máy định hình.

Máy lưu hĩa cĩ nhiệm vụ lưu hĩa lốp nhàm mục đích tăng tính liên kết của cao

su tạo thành chuỗi liên kết POLIME (hợp chất cao phõn tử) với các vật liệu làvải mành và vịng tanh Để lốp thành phẩm cĩ nhứng tớnh năng tốt như cĩ thểlàm việc ở nhiệt độ cao mà khơng bị nĩng chảy, hay làm việc ở những nơi cĩnhiệt độ thấp lốp khơng bị dạn nứt và giịn

Hình1: Máy định hình lưu hoá

2.1.2Cấu tạo Máy gồm 3 phần chớnh

a: Tay máy

Trang 17

Tay máy cĩ nhiệm vụ đưa phơi vào trong khuơn để tiến hành lưu hố Tay máy

cĩ 2 chuyển động chính đĩ là chuyển động lên, xuống và chuyển động quay vàoquay ra Tay máy hoạt động lên xuống nhờ 1 động cơ xoay chiều.Chuyển động

vào ra nhờ 1 pitong khí nén, cặp nhả phơi nhờ một pitong khí nén Tay

máy định vị bằng các cơng tắc hành trình.

17

Trang 18

Hình5: Xi lanh khí nén và cơng tắc hành trình

b:Khuõn:

Hình6: vành dưới của khuõn

Hình7: Vành Trên của khuõn Khuõn là bộ phận để định hình phơi cĩ hình dáng như cơng nghệ Là nơi đểdiễn ra quá trình lưu hoá Sau khi phơi được đưa vào khuõn ở dạng hình ốnglồng ra bên ngoài của màng, thì vành trên đi xuống khuõn được đĩng lại hơiđược bơm vào màng làm căng màng ra tiến hành định hình lần 1 sau khi taymáy gắp đi lên và ở vị trí trên cùng thì khuõn được đĩng kín hơi được bơm vàođịnh hình lần 2 Sau đĩ hơi được bơm vào và diễn ra qua trình lưu hoá đõy làcơng đoạn quan trọng quyết định đến chất lượng lốp Yêu cầu cơng nghệ củacơng đoạn này là lốp đem vào lưu hĩa phải đảm bảo chỉ tiêu kỹ thuật sau

- Đảm bảo trọng lượng lốp phải đồng đều

- Nhiệt độ lưu hĩa phải giữ ổn định ở 162oCữ168oC

- Áp lực khí nén phải đạt 15KG/1Cm2

- Thời gian lưu hĩa phụ thuộc vào kích thước của từng lốp

Lưu hĩa xong là đến cơng đoạn ổn định lốp

Trang 19

2.2.Lưu đồ điều khiển của mạch rơle cơng tắc tơ.

19

Trang 20

Hiện nay nhà máy đang sử dụng mạch điện rơle cơng tắc tơ để điều khiển quátrình định hình và lưu hoá lốp.

2.3 Sơ đồ mạch điều khiển rơ le cơng tắc

Sơ đồ rơ le chia làm 3 phần

+Điều khiển tay máy

+Định hình và lưu hoá lốp

+Ổn định lốp

Hình 8 ( tủ đấu dây của mạch rơ le )

2.3.1, Điều khiển tay máy:

Chuyển động chớnh của tay máy là

+Tay máy chuyển động lên xuống được điều khiển bằng động cơ khơng đồng

bộ 3 pha rơ to lồng sĩc

+Tay máy chuyển động quay ra quay vào được truyền chuyển động bằngPitơng khí nén

+Tay máy co và nhả được truyền chuyển động bằng pitơng thuỷ lực

+Tất cả các chuyển động trên được khống chế bằng cơng tắc hành trình

Trang 22

b) Nguyên lý làm việc của sơ đồ điều khiển tay máy ở chế độ tự động.

→SS3→SQ7 (đĩng do tay cơ khí quay vào) → CR13 → CR10→SV39 Tay cơkhí phải quay vào khi quay vào SQ6 và SQ61 cĩ điện làm choCR14,CR14a,CR14b,CR14c cĩ điện Cả hai tay cùng quay vào đến khi tác độngvào cơng tắc hành trình cấp điện cho RCL và LCL tay cơ khí sẽ đi xuống đến

vị trí tháo lốp, RCL và LCL được cấp điện theo các đường:

+SS4 → CR14a → CR19→PB9→ SS3→SQ31(chưa ơ vị trí giữa nênchưa tác động) →SQ11 →CR14a→SS4→RCR(khơng tác động do tay máyđang đi xuống) →RCL tay cơ khí phải đi xuống vị trí tháo lốp

+SS4 → CR14a → CR19→PB9→ SS3→SQ3(chưa ơ vị trí giữa nênchưa tác động) →SQ1 →CR14a→SS4→LCR(khơng tác động do tay máyđang đi xuống) →RCL tay cơ khí trái đi xuống vị trí tháo lốp

Khi hai tay đi đến vị trí tháo lốp ( vị trí giữa) thi tác động vào cơng tắc hànhtrình SQ3,SQ31 ngắt điện LCL và RCL hai tay máy dừng lại Cùng lúc đĩ rơletrung gian CR17 cĩ điện theo đường: SS4 → PB10 →SQ3→SQ31→ CR17,CR17 cĩ điện cấp điện cho các van điện từ SV1,SV46,SV4 ngừng hút chõnkhơng và định hình lần 1 theo đường: CR6 ( khuõn đang mở) → PB7 →SQ11→SQ11.1→SS→CR17→CR10a(tay cơ khí đang ở trong) →SV1+SV46+SV4

Đồng thời rơle thời gian TD10 cĩ điện theo đường: CR14B →SS4→CR17→TD10+CR16 Sau khoảng thời gian đặt của rơle thời gian TD10thì tiếp điểm của TD10 đĩng lại cấp điện cho các van SV36 và SV37 tay cơ khí

sẽ nhả phơi SV36,SV37 được cấp điện theo đường: SS4 →CR14→TD10→PB13→SS3→CR14→SV36+SV37 Sau khi nhả phơiPS7,PS8 nhả ra CR19 mất điện, và cũng khơng cịn áp suất trong van PS9,PS10làm thơng mạch cấp điện cho RCR ,LCR theo các đường:

+SS4 → CR14→PS9→PS10→SQ2.1( vẫn đĩng do khơng phải vi trí trêncùng) RCL →RCR tay cơ khí phải đi lên

+ SS4 → CR14→PS9→PS10→SQ2( vẫn đĩng do khơng phải vi trí trêncùng) LCL →LCR tay cơ khí trái đi lên

Hai tay cơ khí đi lờn đến khi tác động vào cơng tắc hành trình SQ2 và SQ2.1thì dừng lại Đồng thời làm cho CR12 và CR13 mất điện ( CR12 và CR13 đang

Trang 23

được cấp điện theo 1 đường: SS4 → CR5 → CR14c( tiếp điểm duy trì củaCR14c) → SQ2+SQ2.1→CR12+CR13), các đường khác bị ngắt do SQ6 ngăt

do tay máy khơng ở bên ngoài, CR19 ngắt do tay máy đã nhả phơi

Khi CR12 và CR13 mất điện làm cho SV38 và SV39 mất điện tay cơ khí đi rangoài cho đến khi tác động vào cơng tắc hành trình SQ6 và SQ61cấp điện choLCL và RCL theo các đường:

+SS4→CR17(đĩng do SQ3 ,SQ3.1 mở làm cho CR17 mất điện)

→CR20(đĩng do khi bấm PB11 CR20 cĩ điện đĩng tiếp điểm duy trì CR20 lại

nĩ được cấp điện theo đường: SS4→CR17→CR20→cuộn dõy CR20) →CR10a

→PB9→SS3→SQ3.1→SQ1.1→CR14A→SS4→RCR→RCL tay cơ khí phải

đi xuống

+SS4→CR17→CR20 SS4→CR17→CR20→cuộn dõy CR20) →CR10a

→PB9→SS3→SQ3→SQ1→CR14A→SS4→LCR→LCL tay cơ khí phải đixuống

Cho đến khi tác động vào cơng tắc hành trình SQ1.1 và SQ1 thì LCL và RCLmất điện tay cơ khí dừng lại Đồng thời SV36 và SV37 mất điện (do SQ1 và

PB12→SS3→SQ4+SQ4.1→SQ1+SQ4.1→CR11→SS3→SQ5+SQ5.1(đĩng dokhơng cĩ phơi trong tay máy) Khi đĩ tay máy sẽ cặp phơi van áp suất PS7 vàPS8 đĩng lại cấp điện cho rơle trung gian CR19 CR19 cĩ điện làm cho RCR vàLCR cĩ điện theo đường: +SS4→CR10(đĩng do role CR10 mất điện vì SQ6 vàSQ6.1 tác động) →SQ2+SQ2.1→RCL+LCR→RCR+LCR tay máy đi lên đếnkhi tác động vào cơng tắc hành trình SQ2 và SQ2.1 thi RCR và LCR mất điệntay máy dừng lại và chờ một chu trình mới

23

Trang 24

2.3.1.Định hình và lưu hoá lốp

a)Sơ đồ rơle cơng tắc tơ

Trang 25

b) Nguyên lý làm việc của sơ đồ:

Sơ đồ cĩ nhiêm vụ đĩng, mở khuõn, định hình lần 2 và lưu hoá lốp

Khi tay cơ khí quay ra hết và tay dỡ lốp ở dưới cùng thì các rơ le trung gianCR10 và CR10a sẽ bị ngắt điện lúc đĩ khởi động từ MC role RC van điện từSV21 cĩ điện theo đường: CR6 →PB7→SQ11→SQ11.1(van khí nén an toàn)

→SS6→CR10a→SQ8→SQ12( tay dỡ lốp ở phớa truớc) →SS→SS2 →SQ18

→ CR14 →CR1→MC+SV21) khuõn được đĩng cho đến khi tác động vàocơng tắc hành trình SQ18 thì SV21 và MC mất điện và dừng lại Cùng lúc đĩTD1 và TD1A và van SV15 cĩ điện theo đường:+CR6→PB7→SQ11→SQ11.1→SS6→CR1a→SQ8→SQ12→SS→SS2

→SQ18→TD1

+CR6→PB7→SQ11→SQ11.1→SS6→SQ20→TD1A +SV15+SV16

Van SV15 cĩ điện mở hơi nĩng vào màng định hình lần 2 Sau khoảng thờigian TD1 thì tiếp điểm TD1 đĩng lại MC và SV21 lại cĩ điện theo đường:+CR6→PB7→SQ11→SQ11.1→SS6→CR1a→SQ8→SQ12→TD1→MC+SV21

Khuõn tiếp tục được đĩng lại cho đến khi tác động vào cơng tắc hành trìnhSQ10 ( vị trí khuõn được đĩng kín hoàn toàn) Khi đĩ CR6 cĩ điện mở tiếp điểmcủa nĩ ra và kết thúc qua trình đĩng khuõn.Sau khi khuõn đựoc đĩng hoàn toànrơle trung gian CR6 sẽ cấp điện cho bộ plc và bắt đầu quá trình lưu hoá lúc nàycác van áp suất PS1 đến PS6 mở khơng cĩ điện vào MO và SV22

Sau khi kết thúc quá trình lưu hoá bộ plc thơng mạch mở các van áp suất PS1đến PS6 cùng lúc đĩ thơng mạch cấp điện cho MO và Van SV22 theo đường:+CR6 → open→CR10→PS1 đến PS6 →CR5( do khuõn chua mở)

→MO+RO+SV22

Khuõn mở cho đến khi tác động đến cơng tắc hành trớnh SQ9 cấp điện cho roletrung gian CR5 CR5 khơng cĩ điện tiếp điểm thường mở của nĩ mở ra mất điệnSV22 và MO khuõn được mở hoàn toàn Cùng lúc đĩ SV2 cĩ điện theo đường: +CR6 → open→SQ8→CR10A →SV2

Vành kẹp dưới đi lên cho đến khi tác động vào cơng tắc hành trình SQ8 thì SV2 mất điện vành kẹp dừng lại

+CR6→PB7→SQ11→SQ11.1→SS6→SS→CR10A→SQ8→CR4→SQ19→CR2+SV7 Tay dỡ lốp đi lên cho đến khi tác động vào cơng tắc hành trình SQ19thi SV7 mất điện và dừng lại Đồng thời khởi động rơle thời gian TD2 theođường:

CR6→PB7→SQ11→SQ11.1→SS6→SS→CR10A→SQ8→CR4→SQ19→SS1→TD2+TD3

Sau khoảng thời gian TD2 và TD3 sẽ cấp điện cho rơle trung gian CR1 theo đường:

25

Trang 26

+CR6→PB7→SQ11→SQ11.1→SS6→SS→CR10A→SQ8→CR4→SQ19→TD2PB8→CR1

CR1 cấp nguồn cho SV3 theo đường: +PB6→PB4→CR1→SV3

SV3 cĩ điện làm cho vành kẹp trên đi lên

Kết thúc quá trình định hình và lưu hoá lốp

2.3.1. Ổn định lốp

a)Sơ đồ rơle cơng tắc tơ

Trang 27

b) Nguyên lý làm việc của sơ đồ:

Sau khi mở khuõn và tháo lốp ở trong khuõn nhưng trong bộ ổn định chưa

cĩ lốp nhưng rơ le thời gian TD1 cĩ điện sau khoảng thời gian đặt của TD1 thi

27

Trang 28

nối thơng Tc vàTb cấp điện cho P7 hạ tay dỡ lốp xuống Tay dỡ lốp hạ đến khitác động vào cơng tắc hành trình SQ13 thì dừng lại Sau khi cĩ lốp trong bộ ổnđịnh tác động vào cơng tắc hành trình SQ16 và SQ16.1 làm mất điện rơle trunggian PR4và cấp điện choM đếm thời gian Đơng thời khởi động cho rơ le thờigian TD3 theo đường: SS1.3 →Tc và Tb→PR4→TD3

Sau khoảng thời gian đặt của rơ le TD3 tiếp điểm TD3 sẽ đĩng cấp điện chovan P1 đĩng vành kẹp dưới cho đến khi tác động vào cơng tắc hành trình SQ14cấp điên cho role PR5 và van P2 và P4 vành kẹp trên đi lên cho đến khi tácđộng đến cơng tắc hành trình SQ15 cấp điện cho rơle PR3 và TD2 làm thơngmạch điện cấp cho van P3 mở khí ổn định vào lốp.Khi hết thời gian ổn định,tiếp điểm Tc-Ta đĩng, cấp điện cho van P8 để xả khí Nếu chưa xả hết khớ, ỏpvẫn cịn thì cơng tắc áp xuất PS17 đang mở làm ngắt mạch điện cho rơle trunggian PR6, lúc đĩ van P2 và P4 vẫn cĩ điện, vành kẹp trên vẫn tiếp tục đĩng,đồng thời van P5 bị ngắt điện, vành kẹp dưới vẫn đĩng Cho đến khi xả hết khí,cơng tắc áp suất PS17 đĩng lại cấp điện cho rơle trung gian PR6, sẽ cấp lại điệncho van P5 mở vành kẹp dưới đi lên cho đến khi tác động vào cơng tắc hànhtrình SQ14 làm van P2 và P4 cũng mất điện, Sẽ mở vành kẹp trên, kết thúc mộtchu trình làm việc

2.4.Bảng thống kê các cơng tắc hành trình

1 Cơng tắc hành trình tay cơ khí bên trái tác động ở vị trí thấp nhất: SQ1(I0.1)2.Cơng tắc hành trình tay cơ khí bên phải tác động ở vị trí thấp nhất:

Trang 29

3 Cơng tắc hành trình tay cơ khí bên trái tác động ở vị trí cao nhất: SQ2(I0.3)4.Cơng tắc hành trình tay cơ khí bên phải tác động ở vị trí cao nhất:SQ2.2(I0.4)

5 Cơng tắc hành trình tay cơ khí bên trái tác động ở vị trí giữa( vị trí thấp nhấtbên trong): SQ3(I0.5)

6 Cơng tắc hành trình tay cơ khí bên phải tác động ở vị trí giữa( vị trí thấp nhấtbên trong): SQ3.1(I0.6)

7 Cơng tắc hành trình tay cơ khí bên trái tác động khi kẹp phơi hay khơng kẹpphơi :SQ4(I0.7)

8 Cơng tắc hành trình tay cơ khí bên phải tác động khi kẹp phơi hay khơng kẹpphơi :SQ4.1(I1.0)

9 Cơng tắc hành trình được tác động khi cĩ lốp hay khơng cĩ lốp trong khuõntrỏi : SQ5(I1.1)

10 Cơng tắc hành trình được tác động khi cĩ lốp hay khơng cĩ lốp trong khuânphải : SQ5.1(I1.2)

11 Cơng tắc hành trình tác động ở vị trí tay cơ khí bên trái quay ra ngồi :SQ6(I1.3)

12 Cơng tắc hành trình tác động ở vị trí tay cơ khí bên phải quay ra ngồi :SQ6.1(I1.4)

13 Cơng tắc hành trình tác động ở vị trí tay cơ khí bên trái quay vào trong :SQ6(I1.5)

14 Cơng tắc hành trình tác động ở vị trí tay cơ khí bên phải quay vào trong :SQ6.1(I1.6)

15 Cơng tắc hành trình được tác động ở vị trí khi tay cơ khí bên trái quayvao :SQ7(I2.0)

16 Cơng tắc hành trình được tác động ở vị trí vành kẹp dưới đi lên / xuống:SQ8.(I2.1)

17 Cơng tắc hành trình được tác động ở vị trí khi khuân mở hết :SQ9(I2.2)

18 Cơng tắc hành trình được tác động ở vị trí khuân đĩng hết : SQ10(I2.3)

19 Cơng tắc hành trình được tác động ở vị trí giữa khi khuân đĩng : SQ18(I2.4)

20 Cơng tắc hành trình an tồn khí nén bên trái (safety bar) :SQ11(I2.5)

21 Cơng tắc hành trình an tồn khí nén bên phải (safety bar) :SQ11.1(I2.6)

22 Cơng tắc hành trình được tác động ở vị trí khi tay dỡ lốp xuống hết ở phíatrước: SQ12(I2.7)

23 Cơng tắc hành trình được tác động ở vị trí khi tay dỡ lốp xuống hết ở phớatrước: SQ12(I3.0)

24 Cơng tắc hành trình được tác động ở vị trí giữa khi tay dỡ lốp đi lên:SQ19(I3.1)

25 Cơng tắc hành trình được tác động ở vị trí giữa khi khuân đĩng để cấp hơinĩng định hình vào màng :SQ20(I3.1)

26 Cơng tắc hành trình được tác động ở vị trí tay chắn lốp hạ xuống hết:SQ13(I3.2)

27 Cơng tắc hành trình được tác động ở vị trí khi tay chắn lốp hạ xuốnghết :SQ14(I3.3)

28 Cơng tắc hành trình được tác động ở vị trí khi vành kẹp trên của bộ ổn định

29

Trang 30

2.5 Bảng thống kê các cơ cấu chấp hành

1.SV1,SV4 (Q0.1)(Q0.1): van điện từ điều khiển cấp hơi nĩng định hình lần 1vào màng

2.SV2 (Q0.3): Van điên từ điều khiển vành kẹp dưới đi lên

3.SV3 (Q0.4): Van điên từ điều khiển vành kẹp trên đi lên

4.SV5 (Q0.5): Van điên từ điều khiển vành kẹp dưới đi xuống

5.SV6 (Q0.6): Van điên từ điều khiển việc bơm mỡ

6.SV7 ,SV8 (Q0.7) : Van điện từ điều khiển tay dỡ lốp

7.SV13 (Q1.2): Van điên từ điều khiển vành kẹp trên đi xuống

8.SV15 ,SV16(Q1.3) : Van điện từ điều khiển cấp hơi nĩng định hình lần 2 vàomàng

9.SV21(Q1.4) : Van điên từ điều khiển quá trình đĩng khuân

10.SV22(Q1.5) : Van điên từ điều khiển quá trình mở khuân

11.SV36(Q2.0) : Van điên từ điều khiển cặp và nhả phơi tay cơ khí bên trái.12.SV37(Q2.1) : Van điên từ điều khiển cặp và nhả phơi tay cơ khí bên phải13.SV38(Q2.2) : Van điên từ điều khiển quay vào, ra tay cơ khí bên trái

14.SV39 (Q2.3): Van điên từ điều khiển quay vào, ra tay cơ khí bên phải

15.SV46 (Q2.4): Van điên từ điều khiển ngừng và hỳt chõn khơng

16.P1 (Q2.5): Van điên từ điều khiển vành kẹp dưới đĩng của bộ ổn định

17.P2,P4 (Q2.6): Van điên từ điều khiển vành kẹp trên đĩng và mở của bộ ổnđịnh

18.P3(Q2.7) : Van điện từ điều khiển cấp khí ổn định vào lốp

19.P5 (Q3.0): Van điện từ điều khiển vành kẹp dưới mở của bộ ổn định

20.P6 (Q3.1): Van điện từ điều khiển nâng tay chắn lốp

21.P7 (Q3.2): Van điện từ điều khiển hạ tay chắn lốp

22.P8 (Q3.3): Van điện từ điều khiển xả khí ổn định

2.6 Các van khí nén

2.6 1.Các van điều khiển hướng.(solenoide).

Các van điều khiển hướng là các thiết bị tác động đến đường dẫn cỏc dũng khớ.Tác động có thể là : cho phép khí lưu thông đến các dường ống dẫn khí, ngắt cỏcdũng không khí khi cần thiết bằng cách đúng cỏc đường dẫn hoặc phóng thíchkhông khí vào trong khí quyển thông qua cổng thoát

Van điều khiển hướng được đặt trưng bằng số các đường dẫn được điều khiển,cũng chính là số cổng của van và số vị trí chuyển mạch của nó Cấu trúc của van

Trang 31

là yếu tố quang trọng ảnh hưởng về các đặt tính của dòng chảy của van, chẳn hạnnhư lưu lượng, sự suy giảm áp suất và thời gian chuyển mạch

a) Van chắn.

Van chắn là loại van chỉ cho dòng khí nén chảy theo một chiều, chiều ngược lạidòng khí nén sẽ bị khóa lại Aựp suất ở phía sau van theo chiều dòng chảy, sẽ tácđộng lên cơ cấu đóng của thông khí của van

b) Van tiết lưu.

Van tiết lưu là van điều tiết lưu lượng khí nén theo cả hai chiều Nếu lắp một vantiết lưu cùng với van chắn sẽ cho van tiết lưu một chiều

c) Van áp suất

Van áp suất là các van tác động chủ yếu đến áp suất hoặc được điều khiển bởi độlớn của áp suất Chúng được chia thành 3 nhóm :

 Van điều tiết áp suất

 Van giới hạn áp suất

 Van trình tự

2.6 2 Các bộ phận dẫn động.

Bộ phận dẫn động là thiết bị ở đầu ra dùng để chuyển đổi nguồn năng lượng khínén cung cấp thành cơ năng Tín hiệu ngõ ra được điều khiển bởi hệ thống điềukhiển và các bộ phân dẫn động sẽ đáp ứng theo tín hiệu điều khiển thông qua cácphần tử điều khiển sau cùng

Các bộ phận dẫn động khí nén được chia làm hai nhóm dựa theo chuyển độngcủa chúng : nhóm chuyển động thẳng và nhóm chuyển động quay

Trong xi lanh tác dụng đơn, với sự trở về của piston nhờ tác dụng của lò xo, cóhành trình của piston bị giới hạn bởi chiều dài tự nhiên của lũxo Vì vậy loại xilanh này chỉ có hành trình piston lên tới xấp xỉ khoảng 80mm

Xi lanh tác dụng đơn có cơ cấu và vận hành đơn giản nên hoạt động chắc chắn

và với đặt điểm là hành trình piston ngắn nên loại xi lanh này được sử dụngtrong các ứng dụng như :

Trang 32

2.7.2 Xi lanh tác động kép.

Nguyên tắc cấu tạo của xi lanh tác dụng kép tương tự như xi lanh tác dụng đơn.Tuy nhiên trong xi lanh tác dụng kép không có lò xo trở về và hai cổng của xilanh vừa có chức năng là cổng nạp vừa có chức năng là cổng xả

Ưu điểm của xi lanh này là có khả năng sinh công ở hai chiều chuyển động Trong loại xi lanh này ở cả hai chiều chuyển động đều chiu sự điều khiển bởinguồn khí nén cung cấp

Về nguyên tắc, chiều dài hành trình của xi lanh là không giới hạn nhưng khi thanhpiston dài cần phải xem xét sự cong vênh, sự uống dọc trong hanh trình duỗi củapiston

2.7.3 Đăt tính kỹ thuật của xi lanh.

Đặt tính kỹ thật của xi lanh có thể xác định bằng lý thuyết hoặc bằng các số liệu

do nhà sản xuất cung cấp Cả hai phương pháp đều được chấp nhận, nhưng mộtcách tog quỏt thỡ cỏc số liệu của nhà sản xuất có liên quan đến đặt điểm cấu tạo

và ứng dụng của từng piston

 Lực tác động của piston

Lực tác động của piston phụ thuộc vào các yếu tố : Aựp suất không khínén, đường khớnh xi lanh và sự ma sát của các bộ phận làm kín Về lýthuyết lực piston được tính gần đúng theo công thức :

p A

F th 

Trong đó:

• Fth : lực piston (N)

• A : diện tích tác dụng của piston (m2)

• P : áp suất hoạt động (Pa)

Chiều dài của hành trình

Chiều dài của hành trình xi lanh khí nén loại có thanh piston không quá2m và loại không có thanh piston không quá 10m

Nếu hành trình vượt quá giới hạn, sự xung đột cơ khí trên thanh piston

và trên phần đầu ổ trục sẽ trở nên quá lớn Để tránh những hư hỏng vìmất ổn định do sự uống dọc, khi hành trình lớn có thể dùng thanh piston

có đường kính lớn hơn

 Tốc độ piston

Tốc độ của các xi lanh khí nén phụ thuộc vào tải

Trang 33

Chương III

Tổng Quan về PLC

33

Trang 34

3.1 Tổng quan về PLC

3.1.1 Những đặc điểm chung về PLC

3.1.1.1.Khái niệm chung về điều khiển

Điều khiển là một quá trình của một hệ thống, trong đĩ dưới tác dụngcủa một hay một số đại lượng vào, các đại lượng ra sẽ được thay đổi theo mộtquy luật nhất định của hệ thống đĩ

Cĩ thể mơ tả tổng quát một quá trình điều khiển bằng mơ hình mạch tácđộng hở như sau:(hình vẽ 2.1)

§iÒu khiÓn

h×nh 2.1

Trang 35

3.1.1.2 Đặc điểm chung của PLC

PLC là viết tắt của tổ hợp tiếng Anh : Programmable Controller Logic –

Là thiết bị điều khiển tự động, điều khiển khả trình cho phép thực hiện cácthuật tốn, cỏc phộp logớc thơng qua ngơn ngữ (PLC)

+ Những ưu điểm của PLC:

Để xét nhữn ưu điểm của bộ PLC ta xét đến những đặc điểm của bộ điềukhiển bằng rơle:

Khi mới ra đời bộ điều khiển bằng rơ le đã giải quyết được những phép logicđơn giản đển điều khiển một hệ thống Song chúng cố những đặc điểm sau:+ Kết cấu phức tạp, nên độ tin cậy khơng cao

+Thời gian tác động chậm

+ Khơng linh hoạt cho việc điều khiển các bài tốn khác nhau

Do những nhược điểm của bộ điều khiển bằng role, vào cuối thập kỷ 70 đầuthập kỷ 80 của thế kỷ 20 người ta đã phát minh ra bộ điều khiển khả lập trìnhPLC với những ưu điểm sau:

+Ngơn ngữ dễ hiểu

+Lập trình dễ dàng, cĩ thể thay đổi chương trình điều khiển linh hoạt

+Gọn nhẹ, dễ bảo quản sửa chữa

+Độ tin cậy cao nhất là với mơi trường cơng nghiệp

+Giao tiếp được với PC, thiết bị lập trình PG

+Cĩ thể tăng số lượng đầu vào, ra thơng qua các mơđul mở rộng

Với nhiều ưu điểm như vậy nên một bộ PLC sẽ cĩ giá thành tương đối cao.Việc khai thác, nghiên cứu làm tang dung lượng nhớ các chức năng bên trong

và các đầu vào, ra để thực hiện nhiều chức năng tương ứng với giá cả PLCcàng được quan tâm hơn

Ngày nay bộ điều khiển PLC đã phát triển rất nhiều, đã đến đời s7-400 đivào thực tiễn ứng dụng, song căn bản vẫn dựa vào những cơ sở ban đầu là S7-200

Sau đây là những thơng số, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ PLC 200

S7-3.1.2 Cấu trúc – Nguyên lý hoạt động của PLC

3.1.2.1 Cấu trúc khối.hình vẽ

35

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	3,94 MB