Thuyet minh thiết kế là điều khiển công nghệ khoan

Đồ án ĐKLG khoan 1 lõ 2 gian đoạn

trường đại học bách khoa hà nội

khoa năng lượng

bộ môn tự động hoá xncn

thiết kế môn học điều khiển logic

đồ án môn học Sinh viên : Trần Vương

Lớp : Tự động hoá 2 - K44

Thi t k h th ng i u khi n máy khoan có s ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽồ như hình vẽ nh hình v ư hình vẽ ẽ

b ng ph ư hình vẽơ đồ như hình vẽ ng pháp Grafcet v i m ch ới mạch động lực dùng thiết bị khí nén và ạch động lực dùng thiết bị khí nén và điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽộng lực dùng thiết bị khí nén và ng l c dùng thi t b khí nén v ực dùng thiết bị khí nén và ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ị khí nén và à

m ch i u khi n dùng thi t b i n ạch động lực dùng thiết bị khí nén và điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ị khí nén và điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ

- Thiết kế sơ đồ nguyên lý.

- Tính chọn thiết bị điều khiển.

- Thiết kế sơ đồ lắp ráp.

- 1 quyển thuyết minh.

- 2 bản vẽ kỹ thuật khổ A0 cho sơ đồ nguyên lý và lắp ráp.

cán bộ hướng dẫn

Phan Cung

Tài liệu tham khảo

1 PGS - TS Nguyễn Trọng Thuần - Điều khiển logic và ứng dụng

Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2000.

2 Trịnh Đình Đề, Võ Trí An - Điều khiển tự động truyền động điện

Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1986.

3 Nguyễn Xuân Phú, Tô Đằng - Sử dụng và sửa chữa khí cụ điện hạ áp

4 Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1998.

5 Các CD-ROM catalogue tra cứu thiết bị khí nén và điện của các hãng OMRON, FESTO, MITSUBISHI.

6 Bản dịch: Cẩm nang Kỹ thuật điện Tự động hoá và Tin học Công nghiệp

Ng ư hình vẽời dịch: PGS - TS Lê Văn Doanh ị khí nén và i d ch: PGS - TS Lê V n Doanh ăn Doanh

Nh xu t b n Khoa h c K thu t, H N i 1999 à ất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 ản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 ọc Kỹ thuật, Hà Nội 1999 ỹ thuật, Hà Nội 1999 ật, Hà Nội 1999 à ộng lực dùng thiết bị khí nén và

7 Lewin, D - Logical design of switching circuits

Nh xu t b n MacMillan, 1986 à ất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 ản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999.

Mở đầu

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, có thể nói một trong những tiêu chí để đánh giá sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia là mức độ

tự động hoá trong các quá trình sản xuất mà trước hết đó là năng suất sản xuất và chất lượng sản phẩm làm ra Sự phát triển rất nhanh chóng của máy tính điện tử , công nghệ thông tin và những thành tựu của lý thuyết Điều khiển tự động đã làm

cở sở và hỗ trợ cho sự phát triển tương xứng của lĩnh vực tự động hoá

ở nước ta mặc dầu là một nước chậm phát triển, nhưng những năm gần đây cùng với những đòi hỏi của sản xuất cũng như sự hội nhập vào nền kinh tế thế giới thì việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật mà đặc biệt là sự tự động hoá các quá trình sản xuất đã có bước phát triển mới tạo ra sản phẩm có hàm lượng chất xám cao tiến tới hình thành một nền kinh tế tri thức

Ngày nay tự động hoá điều khiển các quá trình sản xuất đã đi sâu vào từng ngõ nghách, vào trong tất cả các khâu của quá trình tạo ra sản phẩm Một trong

nhữnh ứng dụng đó mà đồ án này thiết kế là điều khiển công nghệ khoan Tự

động hoá điều khiển công nghệ khoan là quá trình tạo ra một lỗ thủng trên bề mặt vật thể có kích thước chiều sâu định trước Trong công việc thiết kế, tự động hoá điều khiển được thể hiện qua hai quá trình sau:

+) Tự động hoá điều khiển công việc đưa vật thể vào vị trí định trước (xác định vị trí lỗ khoan)

+) Tự động hoá đưa mũi khoan vào khoan vật thể sau đó quay về vị trí

cũ đễ đảm bảo cho quy trình tiếp theo

Chất lượng mũi khoan và năng suất làm việc phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ điều khiển Quá trình làm việc được thực hiện theo một trật tự logic, theo trình tự thời gian xác định do đó để điều khiển được công nghệ ta phải tổng hợp được hàm điều khiển cho hệ thống Có rất nhiều phương pháp để tổng hợp hàm

điều khiển nhưng ở đây ta sử dụng phương pháp Grafcet So với các phương pháp khác thì phương pháp Grafcet có ưu điểm đơn giản và đảm bảo sự chính

xác về tuần tự thực hiện quá trình

Qua một thời gian thực hiện cùng với sự nỗ lực của bản thân cũng như sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn Tuy nhiên với một lĩnh vực tương đối khó và đòi hỏi độ chính xác cao mà chỉ tiếp xúc trong thời gian ngắn chắc chắn báo cáo này còn nhiều điều thiếu sót, em mong rằng tiếp tục nhận được ý kiến đóng góp của thầy giáo để đồ án được hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày 17 tháng 06 năm 2003 Sinh viên thực hiện: Trần Vương

Chương 1: giới thiệu chung về công nghệ

I Sơ đồ công nghệ:

Ta có s ơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽồ như hình vẽ công ngh sau:ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ

Trong ó:điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ

+) C c u A l pitton th c hi n ơ đồ như hình vẽ ất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 à ực dùng thiết bị khí nén và ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽư hình vẽa v t c n khoan v o v trí Bật, Hà Nội 1999 ần khoan vào vị trí Bộ à ị khí nén và ộng lực dùng thiết bị khí nén và

ph n ật, Hà Nội 1999 điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ nh n bi t tín hi u khi c c u A i v hai ật, Hà Nội 1999 ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ơ đồ như hình vẽ ất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽần khoan vào vị trí Bộu c a h nh trình lủa hành trình là à à

c m bi n áp su t aản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 1 v công t c aà ắc a 0

+) C m bi n áp su t l thi t b nh n bi t áp su t v cho ra tínản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 à ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ị khí nén và ật, Hà Nội 1999 ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 à

hi u i u khi n khi áp su t trong nó ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽặt đến một giá trị đặt cho trước điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽt n m t giá tr ộng lực dùng thiết bị khí nén và ị khí nén và điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽặt đến một giá trị đặt cho trước.t cho trư hình vẽới mạch động lực dùng thiết bị khí nén vàc

+) Công t c h nh trình aắc a à 0 cho tín hi u i u khi n khi pitton Aệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ chuy n ển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽộng lực dùng thiết bị khí nén vàng v tác d ng lên v u c a nó.à ụng lên vấu của nó ất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 ủa hành trình là

+) Cơ cấu B bao gồm hệ thống chuyển động của mũi khoan thực hiện đưa mũi khoan đi lên, đi xuống để khoan vật C và được điều khiển bởi hai công tắc ở hai đầu hành trình chuyển động của mũi khoan

II Nguyên lý hoạt động cơ bản của sơ đồ công nghệ

T công ngh ã cho, ta t ng h p ừ công nghệ đã cho, ta tổng hợp được sơ đồ điều khiển như sau: ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ổng hợp được sơ đồ điều khiển như sau: ợp được sơ đồ điều khiển như sau: điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽư hình vẽợp được sơ đồ điều khiển như sau: ơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽc s i u khi n nh sau:ển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ư hình vẽ

ở trạng thái ban đầu cơ cấu khoan B đang giữ chặt tiếp điểm b0, cơ cấu dịch chuyển A (là một pitton) tiếp xúc với tiếp điểm a0 làm cho pitton A chuyển đông sang phải (nguyên công A+ được thực hiện) đến kẹp chặt vật cần khoan C, khi C được giữ ở vị trí cố định thì cũng đúng lúc đó bộ phận cảm biến áp suất a1

cho tín hiệu Tín hiệu náy có nhiệm vụ:

+) Tác động lên cơ cấu B làm cho mũi khoan thực hiện nguyên công đi xuống (B+ thực hiện)

+) Tác động lên động cơ làm cho động cơ được mở máy theo chiều thuận

Vật C được khoan cho đến khi lỗ khoan đạt tiêu chuẩn thì cơ cấu B tác động lên tiếp điểm b1.Tín hiệu từ b1 có hai nhiệm vụ:

+) Thông báo quá trình đi xuống kết thúc và tiến hành đưa cơ cấu đi lên(thực hiện B-)

+) Khởi động đông cơ quay theo chiều ngược lại để rút mũi khoan ra khỏi vật C

Khi cơ cấu B đi đến vị trí ban đầu, nó tác động lên tiếp điểm b0.Tín hiệu từ

b0 kết hợp với tín hiệu đang có của a1 làm cho pitton A thực hiệu nguyên công sang trái(thực hiện A-) Pitton A đến vị trí ban đầu thì tác động lên tiếp điểm a0

thì kết thúc chu kỳ hoạt động thứ nhất và chu kỳ thứ hai của máy được bắt đầu thực hiện

Chương II: Tổng hợp hàm điều khiển

1 Gi i thi u ới mạch động lực dùng thiết bị khí nén và ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ

Khi ti n h nh t ng h p m t h i u khi n theo quy trình công ngh ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ à ổng hợp được sơ đồ điều khiển như sau: ợp được sơ đồ điều khiển như sau: ộng lực dùng thiết bị khí nén và ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ

ã cho(có th b ng l i nói, ch vi t, th công ngh ) ng i ta bi u di n điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ời dịch: PGS - TS Lê Văn Doanh ử viết, đồ thị công nghệ ) người ta biểu diễn ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽồ như hình vẽ ị khí nén và ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ư hình vẽời dịch: PGS - TS Lê Văn Doanh ển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ễn

s ho t ực dùng thiết bị khí nén và ạch động lực dùng thiết bị khí nén và điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽộng lực dùng thiết bị khí nén vàng c a công ngh theo úng tu n t th i gian tác ủa hành trình là ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ần khoan vào vị trí Bộ ực dùng thiết bị khí nén và ời dịch: PGS - TS Lê Văn Doanh điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽộng lực dùng thiết bị khí nén vàng c a các ủa hành trình là

bi n v o v nh hết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ à à ản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 ư hình vẽởng của nó tới các biến ra để từ đó đưa ra một quy luật ng c a nó t i các bi n ra ủa hành trình là ới mạch động lực dùng thiết bị khí nén và ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ừ công nghệ đã cho, ta tổng hợp được sơ đồ điều khiển như sau: điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽư hình vẽ t ó a ra m t quy lu t ộng lực dùng thiết bị khí nén và ật, Hà Nội 1999

i u khi n cho h th ng

điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ

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.

M t m ch i u khi n ộng lực dùng thiết bị khí nén và ạch động lực dùng thiết bị khí nén và điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽư hình vẽợp được sơ đồ điều khiển như sau: ổng hợp được sơ đồ điều khiển như sau:c t ng h p ph i áp ng các ch tiêu sau:ợp được sơ đồ điều khiển như sau: ản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ứng các chỉ tiêu sau: ỉ tiêu sau: +) Th c hi n úng quy trình v ti n trình công ngh ã ực dùng thiết bị khí nén và ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ à ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽư hình vẽợp được sơ đồ điều khiển như sau: điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽặt đến một giá trị đặt cho trước.c t ra

+) Có điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽộng lực dùng thiết bị khí nén và tin c y i u khi n cao.ật, Hà Nội 1999 điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ

+) Đản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999.m b o g n nh , ản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 ọc Kỹ thuật, Hà Nội 1999 ẹ, đơn giản và thuận tiện cho việc vận hành điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽơ đồ như hình vẽn gi n v thu n ti n cho vi c v n h nh.ản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 à ật, Hà Nội 1999 ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ật, Hà Nội 1999 à +) Có tính kinh t v áp ng v m t m thu t.ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ à điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ứng các chỉ tiêu sau: ều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ặt đến một giá trị đặt cho trước ỹ thuật, Hà Nội 1999 ật, Hà Nội 1999

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

2 Thiết lập Grafcet hệ thống

a) 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 yều cầu

b) Grafcet II:

Trư hình vẽới mạch động lực dùng thiết bị khí nén vàc h t ta ph i ch n thi t bi ch p h nh, thi t b i u khi n v d aết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 ọc Kỹ thuật, Hà Nội 1999 ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 à ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ị khí nén và điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ à ực dùng thiết bị khí nén và

v o các thi t b ó ngà ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ị khí nén và điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ư hình vẽời dịch: PGS - TS Lê Văn Doanhi ta kí hi u cho tên các thi t b ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ị khí nén và điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ phù h p v i côngợp được sơ đồ điều khiển như sau: ới mạch động lực dùng thiết bị khí nén và ngh v thay th các ch vi t mô ta Grafcet I b ng các kí hi u.ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ à ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ữ viết mô ta ở Grafcet I bằng các kí hiệu ết kế hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ ởng của nó tới các biến ra để từ đó đưa ra một quy luật ệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ như hình vẽ

Dùng m làm nút ấn khởi động

A + là trạng thái sang phải

A- là trạng thái sang trái

B + là trạng thái đi xuống

B- là trạng thái đi lên

Trạng thái ban đầu là S0, g là tín hiệu xác lập S0

c) Phương trình trạng thái của hàm điều khiển.















1 0

4

S S

a S g















2 1

0 0 0

S S

S b a m S













3 2

1 1 2

S S

S a S













4 3

2 1 3

S S

S b S





3 0 4

S S

S b S