ỨNG DỤNG PHẦN MỀM AUTOMATION STUDIO 5.0 ĐỂ MÔ PHỎNG, THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG THUỶ LỰC TRÊN MÁY KHOAN ECM660 – III

Vấn đề cấp thiết khi xây dựng, mô phỏng thiết kế và kiểm tra hệ thống thuỷ lực

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

- 

 -ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Đề tài:

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM AUTOMATION STUDIO 5.0 ĐỂ

MÔ PHỎNG, THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG

THUỶ LỰC TRÊN MÁY KHOAN ECM660 – III.

Sinh viên thực hiện : Phạm Minh Mận

Lớp : 03C4B Giáo viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Văn Đông

Giáo viên duyệt : ThS Lê Văn Tụy

NỘI DUNG ĐỀ TÀI

NỘI DUNG CHÍNH

MÔ PHỎNG

KẾT QUẢ

KẾT LUẬN MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA

2 NỘI DUNG CHÍNH.

Khảo sát hệ thống thuỷ lực máy khoan ECM660 – III.

Giới thiệu về phần mềm Automation Studio 5.0

Mô phỏng quá trình điều khiển của hệ thống thuỷ lực trên

Automation Studio 5.0

Cơ sở mô phỏng thiết kế, kiểm tra hệ thống thuỷ lực

Giới thiệu chung về máy khoan ECM660 – III.

Kết cấu tổng thể máy khoan ECM660 – III.

13 12 11 10

24 23

18 19 20 21 22

26 25

1890 2520

29

30 01

03

02

1-Bộ truyền xích búa khoan; 2-Giá cố định ống dẫn thuỷ lực; 3-Bánh xích di chuyển;

4-Cơ cấu cân bằng máy;

5-Chụp hút bụi;

6-Bộ phận định vị cần khoan; 7-Cánh tay robot lấy cần khoan; 8-Bộ thay đổi cần khoan tự động; 9-Cơ cấu thay đổi vị trí cần khoan; 10- Môtơ dẫn động búa khoan; 11-Bộ phận định vị dầm khoan; 12-Bộ phận tạo áp suất búa khoan; 13-Búa khoan;

14-Bộ lọc bụi;

15- Đầu gắn với cần khoan;

16-Thanh dẫn hướng dầm khoan; 17-Môtơ thay đổi vị trí cần khoan; 18- Cần nâng;

19-Xilanh cần nâng;

20-Cửa ra vào cabin;

21-Buồng điều khiển;

Các thông số kỹ thuật của máy khoan ECM660 - III

3 Động cơ và công suất của máy

+ Công suất cực đại : 194 [kW]

+ Số vòng quay ứng với công suất cực đại : 2200 [vòng/ phút]

4 Tốc độ duy chuyển lớn nhất : 3,4 [Km/h]

6 Áp suất khí lớn nhất : 0,95 [Mpa]

Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống thuỷ lực của máy khoan ECM660 – III.

P2

T

P1

A A B

P1

P2 P3

S L

X B

P1 P2

T

T

P1 P2 T A

P2 P1

A B B

A

A D B

T T

P1 P2 T

P1 P2 T

B A

P A

T B P P

T

P1 P2

A B P1

P1 P2 T

P T P

T B2

A2 A1

A1 A2

B2 P

T P2 P1

A A A A A A

Nguyên lý làm việc tổng quát của hệ thống thuỷ lực tổng thể.

CỤM BƠM CHÍNH

VAN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH

VAN ĐIỀU KHIỂN TỪNG BỘ PHẬN CỦA MÁY

DẪN TIẾN BÚA KHOAN

HỆ THỐNG

DI CHUYỂN

THAY ĐỔI CẦN KHOAN

ĐỊNH VỊ BỘ PHẬN CÔNG TÁC

TĐ XÍCH BÚA KHOAN THÙNG CHỨA

Kết cấu một số chi tiết chính trong hệ thống thuỷ lực

Van tiết lưu một chiều không điều chỉnh được Bơm tăng cường Kết cấu của van an toàn

Van phân phối điều khiển bằng điện.

Giới thiệu phần mềm Automation Studio 5.0.

Giao diện làm việc chính

Giao diện thư viện chính

Giao diện thư viện riêng

Phần tử mô phỏng được thiết kế trong thư viện

2.2 Các phần tử được mô phỏng trong thư viện thiết kế.

a Xilanh b Bơm bánh răng c Van logic (OR)

Cơ sở xây dựng và mô phỏng thiết kế hệ thống thuỷ lực

 Thông số từ mô hình hệ thống thuỷ lực thực tế.

 Các định luật về chất lỏng (Bernulli, Áp suất thuỷ tĩnh…)

 Điều kiện biên về các nhóm phần tử trong hệ thống thuỷ lực.

 Các loại tổn thất và các dạng năng lượng trong hệ thống.

Phần tử điều khiển

Cơ cấu chấp hành

Cơ cấu tạo năng lượng

Dòng năng lượng

Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển thuỷ lực

2.4 Mô phỏng các quá trình điều khiển trên Automation Studio 5.0.

Mô phỏng quá trình điều khiển búa khoan

2.5 Mô phỏng quá trình điều khiển hệ thống di chuyển.

Mô phỏng hệ thống di chuyển.

2.6 Mô phỏng quá trình điều khiển thay đổi cần khoan tự động.

Mô phỏng quá trình điều khiển lắp cần khoan và bộ xử lý bụi.

Mô phỏng quá trình điều khiển để định vị các bộ phận công tác.

2.7 Mô phỏng quá trình điều khiển định vị bộ phận công tác.

Mô phỏng quá trình điều khiển truyền động xích cho búa khoan

2.8 Mô phỏng quá trình điều khiển xích truyền động búa khoan.

Phân tích kết quả tính toán kiểm nghiệm.

Các thông số Bơm P1 Bơm P2 Bơm P3

Lưu lượng lý thuyết của bơm: Qlt(L/phút) Q1lt = 131 Q2lt = 67 Q3lt = 35

Số vòng quay: n(vòng/phút) n1 = 2300 n2 = 2300 n3=2300

Áp suất: P(kG/cm 2 ) p1 = 230 p2 = 210 p3= 250 Thể tích:V(L) V1 = 0,06 V2=0,028 V3=0,016 Lưu lượng riêng của bơm q (Cm3/ vòng) 56,956 29,13 15,22

3.1 Kết quả mô phỏng từ phần tử Bơm.

Đường đặc tính và mô phỏng của bơm

Đồ thị đặc tính và hình mô phỏng của piston dẫn tiến búa khoan

3.2 Đặc tính và mô phỏng của piston dẫn tiến búa khoan

Đặc tính và hình mô phỏng của van tiết lưu điều chỉnh được

Đặc tính và hình mô phỏng của van tiết lưu điều chỉnh được

Với đề tài nghiên cứu này, Việc ứng dụng vào cho tất cả quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực độc lập hay kết hợp cho các máy một cách thực tế nhất

Automation Studio 5.0 là phần mềm phù hợp cho việc giảng dạy cũng như trong học tập của các trường về các hệ thống thủy lực, khí nén, điện,… của tất cả các máy liên quan

4 KẾT LUẬN

Việc sử dụng phần mềm phải nhập rất nhiều thông số của thiết bị làm cho quá trình mô phỏng sát với thực tế Giúp cho chúng ta có thể đề xuất các phương án khai thác khác một cách hiệu quả

EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN !

t L

Công thức được lấy ra từ phần mềm minh hoạ cho một vài phần tử.

+ Vận tốc trung bình của piston v[cm/s]: v =

(L: Hành trình di chuyển của piston[cm])

(V: Thể tích xilanh tại đầu vào[lít])

Các đường đặc tính thể hiện để tra các hệ số của chất lỏng.

g p

v h

g

2

.

2

.

.

2 2 2

2

2 1 1

Bơm, động cơ, bể dầu, bộ lọc,…

 Nhóm điều khiển điện - thuỷ lực kết hợp:

Van áp suất điện từ, van nam châm điện, rơ le áp suất,…

 Nhóm điều khiển bằng thuỷ lực:

Van áp suất, Van đảo chiều, Van chặn, xilanh truyền động,

ống dẫn, ống nối,…

P1 P1

P2

T

P1

A A B

P1 P2

T

T

P1 P2 T A

P2 P1

A B

B

A

A D B

T T

P1 P2 T

P1 P2 T

B A

P T

A B

T B P P

T

P1 P2

A B

P1 P2 T

P T P

T P1 T

B

A A B A B A B A B A B A B

B A P2 P1

38 37

T P B2

A2 A1

A1 A2 B2 P T

T P2 P1

A A A A A A T

09 10

02

03 04

45

48 47 46

49 50

Sơ đồ mạch thuỷ lực tổng thể của máy khoan ECM660 – III.

Kết cấu của van an toàn

1- Thân; 2-Nút; 3- Đế tựa; 4- Van; 5- Đế; 6- Vòng đệm kín; 7- Cốc; 8-

Lò xo; 9- Niêm chì; 10- Vít; 11- Tấm đệm; 12- Nắp đậy

Bơm tăng cường

Van phân phối điều khiển bằng điện.

1-Cuộn hút; 2- Lõi sắt từ; 3-lò so hồi vị;

4-Thân van phân phối; 5-Con trược phân

phân phối; 6-Dẫn hướng.

Van tiết lưu một chiều không

điều chỉnh được.

1-Ống nối; 2-Thân van; Van pittông; 4-Lò xo; 5-Lỗ tiết lưu; 6-Vòng làm kín

3-7 Các điểm đặc trưng của búa khoan

8 Đặc điểm bộ phận dẫn hướng của dầm khoan

+ Chiều dài toàn bộ dầm khoan : 7660 [mm]

+ Chiều dài bộ phận cung cấp cần khoan : 4250 [mm]

+ Góc quay lớn nhất của dầm khoan phải/trái : 20o/40o

+ Lực dẫn tiến cho cần khoan : 19,6 [kN]

+ Chiều dài phần dẫn hướng dũi thêm ra : 1500 [mm]

+ Góc dở lớn nhất của phần dẫn hướng : 135o

+ Tốc độ nhanh nhất khi dẫn tiến : 40 [m/phút] + Tốc độ chậm nhất khi dẫn tiến : 10 [m/phút]

9 Bộ phận lắp búa khoan vào cần khoan

+ Chiều dài toàn bộ : 2760 [mm]

+ Phần duy chuyển dũi thêm ra : 800 [mm]

Các thông số đã cho Bơm P1 Bơm P2 Bơm P3