TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỂU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÁY CUỐN RƠM

Đề tài này tổng hợp các tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau nhằm hệ thống một cách khái quát, chi tiết về cảm biến tiệm cận, PLC, động cơ DC, van thủy lực, piston xylanh, còi báo. Cụ thể là cấu tạo, nguyên lý và các ứng dụng quan trọng của các thiết bị trong đề tài. Bên cạnh đó em đã khảo sát tính ổn định và độ chính sát của cảm biến tiệm cận và PLC. Đề tài nghiên cứu gồm hai phần cơ khí và điện tử . Cơ khí gồm phần cứng máy cuốn rơm. Cơ điện tử gồm phần điều khiển tự động của máy cuốn rơm. Với kết quả đạt được của đề tài này. Em đã làm đúng theo chủ trương đường lối của nhà nước ta là cơ giới hóa trong nông nghiệp, nắm bắt được tâm tư nguyên vọng của người dân, từ đó tạo động lực thúc đẩy cải tiến máy móc thiết bị, trong mọi lĩnh vực và hy vọng nó sẽ là một tài liệu tham khảo bổ ích cho các bạn muốn tìm hiểu.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỂU KHIỂN TỰ ĐỘNG

MÁY CUỐN RƠM

Họ và tên sinh viên: PHAN TRƯỜNG THỊNH

Ngành: CƠ ĐIỆN TỬ Niên khoá: 2011 - 2015

Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2015

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÁY

Em xin trân trọng cám ơn tất cả quý Thầy, Cô trường Đại Học Nông Lâm Tp HồChí Minh và quý Thầy, Cô khoa Cơ khí – Công nghệ đã trang bị cho em những kiếnthức quý báu trong quá trình học tập tại trường.

Em xin chân thành cám ơn các Thầy, Cô bộ môn Cơ điện tử đã hướng dẫn, giúp

đỡ em rất tận tình trong quá trình em làm đề tài

Em xin chân thành cảm ơn thầy Th.s Đào Duy Vinh và thầy Th.s Nguyễn ĐứcCảnh đã dành nhiều thời gian công sức, quan tâm theo dõi, tận tình hướng dẫn, độngviên và nhắc nhở em hoàn thành tốt luận văn này

Em xin cảm ơn quý thầy cô trong hội đồng đã dành thời gian nhận xét và góp ý

để luận văn của em được hoàn thiện hơn

Qua đây, em xin gửi lời cám ơn đến những người thân cũng như bạn bè đã độngviên, ủng hộ và luôn tạo cho em những điều kiện thuận lợi trong quá trình hoàn thànhLuận văn tốt nghiệp

TPHCM, ngày 10 tháng 06 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Phan Trường Thịnh

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰĐỘNG MÁY CUỐN RƠM” được thực hiện tại trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố

Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 3 đến tháng 6 năm 2015

Đề tài này tổng hợp các tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau nhằm hệ thống mộtcách khái quát, chi tiết về cảm biến tiệm cận, PLC, động cơ DC, van thủy lực, pistonxylanh, còi báo Cụ thể là cấu tạo, nguyên lý và các ứng dụng quan trọng của các thiết

bị trong đề tài Bên cạnh đó em đã khảo sát tính ổn định và độ chính sát của cảm biếntiệm cận và PLC Đề tài nghiên cứu gồm hai phần cơ khí và điện tử Cơ khí gồm phầncứng máy cuốn rơm Cơ điện tử gồm phần điều khiển tự động của máy cuốn rơm Vớikết quả đạt được của đề tài này Em đã làm đúng theo chủ trương đường lối của nhànước ta là cơ giới hóa trong nông nghiệp, nắm bắt được tâm tư nguyên vọng của ngườidân, từ đó tạo động lực thúc đẩy cải tiến máy móc thiết bị, trong mọi lĩnh vực và hyvọng nó sẽ là một tài liệu tham khảo bổ ích cho các bạn muốn tìm hiểu

Đề tài gồm 5 Chương:

Chương 1: Mở đầu

Chương 2: Tổng quan

Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 5: Kết quả và đề nghị

Trong thời gian ngắn thực hiện đề tài cộng với kiến thức còn nhiều hạn chế, nênkhông thể tránh được những thiếu sót, em rất mong được sự góp ý của quý thầy cô vàcác bạn để đề tài hoàn thiện hơn

M C L C Ụ Ụ

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÁY CUỐN

RƠM i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH x

Chương 1MỞ ĐẦU 1

1.1 Mục đích nghiên cứu 1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

1.3 Đối tượng nghiên cứu 2

1.4 Phương tiện nghiên cứu 2

1.5 Ý nghĩa thực tiễn 2

Chương 2TỔNG QUAN 4

2.1 Tổng quan về máy cuốn rơm 4

2.2 Tổng quan về PLC LOGO 4

2.2.1 Ưu điểm của PLC LOGO 5

2.2.2 Cấu tạo của PLC LOGO 6

2.2.3 Nguyên lý làm việc của PLC LOGO 6

2.2.4 Các thông số kỹ thuật của PLC LOGO SIEMENS 7

2.2.5 Phương pháp điều khiển PLC LOGO 7

2.2.6 Một số ứng dụng của PLC LOGO 7

2.3 Động cơ DC 7

2.3.1 Cấu tạo của động cơ DC 8

2.3.2 Nguyên lý hoạt động động cơ DC 8

2.3.3 Phương pháp điều khiển động cơ DC 9

2.3.4 Ứng dụng của động cơ DC 9

2.4 Cảm biến tiệm cận 9

2.4.1 Cấu tạo của cảm biến tiệm cận điện cảm 10

2.4.2 Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận điện cảm 10

2.4.3 Thông số kỹ thuật của cảm biến tiệm cận điện cảm sử dụng trong máy

cuốn rơm tự động 11

2.4.4 Ứng dụng của cảm biến tiệm cận điện cảm 12

2.5 Xylanh thủy lưc 12

2.5.1 Cấu tạo xylanh thủy lưc 12

2.5.2 Phân loại xylanh thủy lực 12

2.5.3 Nguyên lý hoạt động của xylanh thủy lực 13

2.5.4 Thông số kỹ thuật của xylanh thủy lực sử dụng trong máy cuốn rơm tự động 14

2.5.5 Phương pháp điều khiển của xylanh thủy lực 14

2.5.6 Ứng dụng của xylanh thủy lực 14

2.6 Bộ nguồn thủy lực 14

2.6.1 Cấu tạo bộ nguồn thủy lực 14

2.6.2 Nguyên lý hoạt động bộ nguồn thủy lực 15

2.6.3 Thông số kỹ thuật bộ nguồn thủy lực sử dụng trong máy cuốn rơm tự động 15

2.6.4 Phương pháp điều khiển bộ nguồn thủy lực 16

2.7 Còi báo 16

2.7.1 Cấu tạo còi báo 16

2.7.2 Nguyên lý hoạt động còi báo 17

2.7.3 Phương pháp điều khiển của còi báo 18

2.7.4 Thông số kỹ thuật của còi báo sử dụng trong máy cuốn rơm tự động 18

2.7.5 Ứng dụng của còi báo 18

2.8 Van phân phối thủy lực 19

2.8.1 Cấu tạo van phân phối thủy lực 19

2.8.2 Nguyên lý hoạt động của van phân phối thủy lực 19

2.8.3 Thông số kỹ thuật van phân phối thủy lực sử dụng trong máy cuốn rơm tự động .19

2.8.4 Phương pháp điều khiển van phân phối thủy lực 20

2.8.5 Ứng dụng van phân phối thủy lực 20

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

3.1 Đối tượng nghiên cứu 21

3.3 Phương pháp nghiên cứu 22

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23

4.1 Cấu tạo của máy cuốn rơm 23

4.2 Nguyên lý hoạt động máy cuốn rơm 25

4.3 Nguyên lý một số cơ cấu của máy cuốn rơm 25

4.3.1 Nguyên lý và cấu tạo cụm vơ rơm 25

4.3.2 Hệ thống cuộn ép rơm 26

4.3.2.1 Nguyên lý và cấu tạo hệ thống cuộn ép rơm 26

4.3.3 Nguyên lý cấu tạo cơ cấu bó rơm 27

4.3.4 Nguyên lý cấu tạo bộ phận nhả cuộn rơm 28

4.4 Nguyên lý cơ cấu chấp hành của máy cuốn rơm 28

4.4.1 Động cơ cuốn cung cấp dây 28

4.4.2 Điều khiển bộ nguồn thủy lực 29

4.4.3 Còi báo 30

4.5 Thiết kế chế tạo tủ điều khiển máy cuốn rơm tự động 31

4.5.1 Sơ đồ điều khiển máy cuốn rơm tự động 31

4.5.2 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển máy cuốn rơm tự động 32

4.5.3 Giải thuật điều khiển máy cuốn rơm tự động 34

4.6 Hệ thống sau khi đã hoàn thành 35

4.7 Khảo nghiệm trên đồng với máy cuốn rơm 35

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 39

5.1 Kết luận 39

5.2 Đề nghị 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

PHỤ LỤC 41

CODE PLC LOGO 41

MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÁI 42

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AC Alternating Current

DC: Direct Current

PLC: Programmable Logic Controller

PMW: Pluse Width Modulation

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 4.1: Ký hiệu các thành phần trong nguyên lý mạch điều khiển 34

Bảng 4.2: Kết quả khảo nghiệm đường kính cuộn rơm 37

Bảng 4.4: Kết quả khảo nghiệm chiều dài đường rơm 37

Bảng 4.3: Kết quả khảo nghiệm chiều cao cuộn rơm 38

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1 PLC LOGO SIEMENS……….5

Hình 2.2: Cấu tạo phần cứng PLC LOGO SIEMENS 6

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo động cơ DC 8

Hình 2.4: Các cảm biến tiệm cận 9

Hình 2.5: Thành phần cấu tạo của cảm biến tiệm cận 10

Hình 2.6: Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận điện cảm. 11

Hình 2.7: Cấu tạo của xylanh thủy lực 12

Hình 2.8: Nguyên lý hoạt động của xylanh thủy lực 13

Hình 2.9: Cấu tạo bộ nguồn thủy lực 14

Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý bộ bơm thủy lực 15

Hình 2.11: Cấu tạo của còi báo 16

Hình 2.12: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của còi báo 17

Hình 2.13: Điều khiển độ rộng của xung 18

Hình 2.11: Cấu tạo van phân phối thủy lực 4/2 19

Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy cuốn rơm 24

Hình 4.2: Nguyên lý cấu tạo cụm vơ rơm 25

Hình 4.3: Sơ đồ lắp ghép hệ thống cuộn ép rơm 26

Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo bộ quấn cắt dây 27

Hình 4.5: Cấu tạo bộ phận nhả cuộn rơm 28

Hình 4.6: Sơ đồ điều khiển động cơ cung cấp dây 29

Hình 4.7: Sơ đồ nguyên lý hoạt động mạch điều khiển bộ nguồn bơm thủy lực 29

Hình 4.8: Nguyên lý hoạt động van thủy lực và xylanh thủy lực……… 30

Hình 4.9: Sơ đồ điều khiển máy cuốn rơm tự động 31

Hình 4.10: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển máy cuốn rơm tự động 32

Hình 4.11: Sơ đồ giải thuật điều khiển máy cuốn rơm tư động 34

Hình 4.12 : Sản phẩm đã hoàn thành………35

Hình 4.13: Cuộn rơm 36

Hình 4.14: Biểu đồ đường kính cuộn rơm 36

Hình 4.15: Biểu đồ chiều cao cuộn rơm 37

Hình 4.16: Biểu đồ chiều dài đường rơm để thực hiện một cuộn rơm 38

Hình 4.17: Cuộn rơm 42

Hình 4.18: Máy cuốn rơm nhả cuộn rơm 42

Hình 4.19: Máy cuốn rơm khi cảm biến no rơm chưa bị tác động 43

Hình 4.20: Máy đang hoạt động ngoài đồng 43

Chương 1

MỞ ĐẦU.1 Mục đích nghiên cứu

Ngày nay với sự phát triển bùng nổ của các ngành như: dich vụ, thương mại, côngnghiệp Thế nhưng nông nghiệp vẫn là ngành thế mạnh của nước ta, đứng hàng đầu thếgiới với đặc trưng là nghề trồng lúa nước Thế nhưng các các phụ phẩm từ rơm rạ chưađược sử dụng và tận dụng triệt để, đa phần người dân chủ yếu đốt rơm rạ gây ô nhiểmmôi trường hoăc làm thức ăn cho trâu bò mà không biết được nguồn lợi của rơm rạđêm lại là rất lớn Việc tận dụng các phụ phẩm như rơm rạ vẫn ít được quan tâm, trongkhi đó chúng có thể là nguồn nguyên liệu, nhiên liệu, vật liệu phục vụ nhiều ngànhnghề khác như:

 Chế biến thức ăn gia súc bằng phương pháp ủ với urê, ủ chua

 Sử dụng trong công nghiệp phân bón

 Nghề trồng nấm rơm, nấm bào ngư

 Làm nhiêu liệu đốt cho sản suất điện

 Sử dụng làm vật liệu cho ngành dệt may

 Sản xuất vật liệu phục vụ cho ngành xây dựng như: bê tông sợi tổng hợpphân tán, ván nhân tạo MDF

 Làm nhiên liệu cho ngành sản xuất giấy

 Dùng làm nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học, cồn…

Nắm bắt được nhu cầu sử dụng và dữ trữ rơm như vậy, các nước phát triển trênthế giới đã nghiên cứu chế tạo thành công máy cuốn rơm để thay thế cho phương phápthu gom rơm thủ công Thế nhưng giá thành máy cuốn rơm tự động thì chênh lệch giáthành khá cao so máy cuốn rơm bán tự động Với thu nhập thấp của nông dân thì khó

có thể mua được máy cuốn rơm tự động

.2 Mục tiêu đề tài

Được sự phân công của Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh và

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ, cùng với sự hướng dẫn của thầy Ths Đào Duy Vinh vàthầy Ths Nguyễn Đức Cảnh phân công em thực hiện đề tài: “TÍNH TOÁN THIẾT

KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÁY CUỐN RƠM” Với mục tiêu:Siêu tầm tổng hợp, tóm tắt lý thuyết về PLC LOGO, cảm biến tiệm cận, xylanhthủy lực, bộ nguồn bơm thủy lực, van phân phối thủy lực, còi báo

Áp dụng lý thuyết đã học vào thực tế phát huy những khả năng của các thiết bịđiện tử vào thực tế nhằm tạo những sản phẩm, thiết bị công nghệ cao hơn nhằm đạthiệu quả cao trong công việc

.3 Đối tượng nghiên cứu

Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy cuốn rơm MRS0850

Tìm hiểu về PLC LOGO SIEMENS, cảm biến tiệm cận, xylanh thủy lực, van phânphối thuỷ lực, còi báo, bộ nguồn bơm thủy lực

Ngôn ngữ lập trình Logo soft comfort V5

.4 Phương tiện nghiên cứu

 Các tài liệu liên quan tới đề tài

 Liên hợp máy kéo

 Máy cuốn rơm MRS0850

.5 Ý nghĩa thực tiễn

Lần lượt đưa tự động hóa vào các hệ thống máy trong nông nghiệp Giảm nặngnhọc cho người dân lao động trong việc thu gom rơm trên đồng Góp phần nội địa hóa

thiết bị máy cuốn rơm nội địa Khẳng định khả năng thích ứng của nền cơ khí nướcnhà.

Khi áp dụng tự động hóa vào sản xuất góp phần tăng hiệu quả sử dụng máy, giảmgiá thành máy cuộn rơm

Nâng cao khả năng cạnh tranh của thị trường rơm

Chương 2 TỔNG QUAN

.1 Tổng quan về máy cuốn rơm

Ngày nay, nhiều nước phát triển trên thế giới như Trung Quốc, Nhật bản, Hoa

Kỳ, Pháp… đã sản xuất ra nhiều loại máy cuốn nén ép rơm Đa phần các loại máy này

sử dụng nguyên lý cuộn nén ép bằng rulô (cuộn rơm hình trụ) hay cuộn nén ép bằngpiston (cuộn rơm hình chữ nhật) và đóng, mở nắp máy bằng thủy lực Tuy nhiên đaphần là các máy cuồn nén ép rơm của nước ngoài mang nhược điểm lớn là cồng kềnh,cấu tạo phức tạp, giá thành cao và bất tiện cho việc sửa chữa thay thế khi hư hỏng, khó

di chuyển và cất giữ, khó áp dụng trong nhiều khu vực ở Việt Nam Nước ta cũng cómột vài nghiên cứu chế tạo máy cuộn nén ép rơm nhưng tiêu biểu là máy cuốn rơmMRS0850 do bộ quốc phòng chế tạo là loại máy có kích thước nhỏ gọn thích hợp choviệc di chuyển cũng như cất giữ ở nước ta Tuy nhiên máy có nhược điểm là điềukhiển bằng cơ, cần thiết kế cho máy bộ điều khiển tự động Nắm bắt được nhu cầu củathực tế và được sự phân công của nhà trường là cải tiến máy cuốn rơm MRS0850thành máy điều khiển tự động sử dụng PLC LOGO, cảm biến tiệm cận, bộ nguồn bơmthủy lực, xylanh thủy lực…

.2 Tổng quan về PLC LOGO

Hình 2.1 PLC LOGO SIEMENS

PLC viết tắt của programabler logic controler là thiết bị điều khiển logic lập

trình được hay thiết bị logic khả trình Cho phép thực hiện linh hoạt các toán thựclogic thông qua ngôn ngữ lập trình Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện mộtloạt trình tự các sự kiện Các sự kiện này được kích hoạt bởi, nhân tố kích thích ngỏvào tác động vào PLC qua các hoạt động có trể như thời gian định hay các sự kiệnđược đếm PLC dùng để thay thế các mạch rơle trong thực tế PLC hoat động theophương pháp quét các trạng thái đầu ra và đầu vào khi thay đổi đầu vào thì đầu ra sẽthay đổi Như vậy với chương trình điều khiển trong PLC trở thành bộ điều khiển nhỏgọn có thể dễ dàng thay đổi thuật toán điều khiển và trao đổi thông tin với môi trườngbên ngoài như PLC khác hoặc máy tính Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là laddlerhay state logic

2.2.1 Ưu điểm của PLC LOGO

Các thiết bị điều khiển PLC tạo thêm sức mạnh, tốc độ và tính linh hoạt cho các

hệ thống công nghiệp Bằng sự thay thế các phần tử cơ điện bằng PLC, quá trình điềukhiển trở nên nhanh hơn, rẻ hơn, và quan trọng nhất là hiệu quả hơn PLC là sự lựachọn tốt hơn các hệ thống rơle hay máy tính tiêu chuẩn do một số lý do sau:

Tốn ít không gian: một PLC cần ít không gian hơn một máy tính tiêu chuẩn hay

tủ điều khiển rơle để thực hiện cùng một chức năng

Độ hoạt động ổn định, giao tiếp với người sử dụng rất thân thiện qua màn hìnhLCD, tính linh hoạt cao như chương trình điều khiển của PLC có thể thay đổi nhanhchóng và dễ dàng bằng cách nạp lại chương trình điều khiển mới vào PLC bằng bộ lậptrình, bằng thẻ nhớ, bằng truyền tải qua mạng, ứng dụng điều khiển trong phạm virộng, độ tin cậy cao.

2.2.2 Cấu tạo của PLC LOGO

Cấu tạo của PLC LOGO SIEMENS được thể hiện ở (Hình 2.2) và các bộ phậnkhác như:

Bộ nhớ: có nhiều hệ loại, đây là vùng điều hành và vùng bộ nhớ của người dùng

sử dụng

CPU khối xử lý trung tâm chứa vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thới gian,

bộ điệm, cổng truyền thông…và còn có thể vài cổng vào ra số Các cổng vào ra này cótrên CPU được gọi là cổng vào/ra onbloard

Một PLC có đầy đủ các chức năng như: bộ đếm, bộ định thời, các thanh ghi(registers) và tập lệnh cho phép thực hiện các yêu cầu điều khiển phức tạp khác nhau.Hoạt động của PLC hoàn toàn phụ thuộc vào chương trình nằm trong bộ nhớ, nó luôncập nhật tín hiệu ngõ vào, xử lý tín hiệu để điều khiển ngõ ra

1 Màng hình LCD; 2 Đầu nối cung cấp điện 12V / 24V; 3 Thiết bị kết nối đầu vào;

4 Nơi cấm cáp nạp chương trình PLC; 5 Bàn phím với 6 phím; 6 Thiết bị kết nối

đầu ra

Hình 2.2: Cấu tạo phần cứng PLC LOGO SIEMENS.

2.2.3 Nguyên lý làm việc của PLC LOGO

CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm trachương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trongchương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới cácthiết bị liên kết để thực thi Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vàochương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ

2.2.4 Các thông số kỹ thuật của PLC LOGO SIEMENS

 Kích thước 70 x 90 x 55 mm

 Nguồn cấp vào 12/24 V DC, 220V AC tùy loại

 Dòng relay 10A ( tải trở ), 3A ( tải cảm )

 19 chức năng tích hợp bên trong

 8 đầu vào và 4 đầu ra

2.2.5 Phương pháp điều khiển PLC LOGO

Điều khiển PLC là loại điều khiển mà chức năng của nó được đặt cố định thôngqua một chương trình còn gọi là bộ nhớ chương trình Sự điều khiển bao gồm một thiết

bị điều khiển mà ở đó tất cả các bộ phận cần thiết và đối tượng điều khiển được kết nốicho một chức năng cụ thể Nếu chức năng điều khiển cần được thay đổi thì chỉ phảithay đổi chương trình ở đối tượng điều khiển tương ứng hay cấm một bộ nhớ chươngtrình khác đã lập trình vào điều khiển

2.2.6 Một số ứng dụng của PLC LOGO

Hệ thống nâng vận chuyển, dây chuyền đóng gói, các robot lắp giáp sản phẩm,điều khiển bơm, dây chuyền xử lý hoá học, công nghệ sản xuất giấy, dây chuyền sảnxuất thuỷ tinh, sản xuất xi măng, công nghệ chế biến thực phẩm, dây chuyền chế tạolinh kiện bán dẫn

2.3 Động cơ DC

1 Stator; 2 Rotor; 3 Chổi than; 4 Cổ góp điện; 5 Cuộn cảm (cuộn kích từ);

6 Cuộn ứng; 7 Cực từ.

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo động cơ DC.

Cấu tạo của động cơ DC được thể hiện ở (Hình 2.3) gồm hai phần chính: phầncảm và phần ứng

Phần cảm (Stato): là phần cố định với các cuộn dây có dòng điện cảm hoặcdùng nam chân vĩnh cữu Tạo nên từ thông trong khe hở không khí

Phần ứng (Roto): với các thanh dẫn, khi có dòng điện một chiều chạy qua với

từ thông xác định, Roto sẽ quay

2.3.2 Nguyên lý hoạt động động cơ DC

Nguyên lý hoạt động của động cơ DC được thể hiện ở hình (Hình 2.3) Khi động

cơ làm việc, cuộn cảm (5) tạo ra từ trường dọc trục cực từ (7) và phân bố đối xứng đốivới cực từ (7) Trên mặt phẳng 00’ có đặt chổi than (3), vừa là mặt phẳng trung tínhhình học vừa là mặt phẳng trung tính vật lý Đồng thời, dòng điện trong cuộn ứng (6)cũng tạo ra từ trường riêng hướng ngang trục cực từ (7), dẫn đến từ trường tổng trongđộng cơ được tạo thành

Khi đặt vào trong từ trường một dây dẫn và cho dòng điện chạy qua dây dẫn thì

từ trường sẽ tác dụng một từ lực vào dòng điện và làm dây dẫn chuyễn động

2.3.3 Phương pháp điều khiển động cơ DC

Điều khiển đảo chiều động cơ: Có thể thay đổi chiều quay của động cơ bằng cáchthay đổi chiều của từ thông hoặc thay đổi chiều của dòng điện phần ứng.

Có nhiều cách điều khiển tốc độ động cơ DC, có bốn cách cơ bản:

Điều chỉnh tốc độ bằng dùng thêm biến trở

Điều khiển từ thông

Điều khiển điện áp phần cứng

Phương pháp điều chỉnh độ rộng xung PWM (PULSE WIDTH MODULATION)

2.3.4 Ứng dụng của động cơ DC

Động cơ DC có vai trò rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực và được ứng dụng rấtrộng rãi Động cơ DC được ứng dụng để điều khiển các cơ cấu chấp hành, được sửdụng nhiều trong các robot máy công cụ, các thiết bị y khoa, các thiết bị ôtô, các máybán hàng nhỏ, và các máy quét…

.4Cảm biến tiệm cận

Hình 2.4: Các cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận là cảm biến được dùng để phát hiện sự có mặt hay không cómặt của các một vật mà không phải cần tiếp xúc với vật Cảm biến tiệm cận thườngphát ra trường điện từ hay chùm tia bức xạ (ví dụ cảm biến siệu âm, cảm biến hồngngoại ) và dựa vào sự thay đổi của trường điện từ hoặc tín hiệu phản xạ để nhận ra vật

thì cần phải có các loại cảm biến tiệm cận tương ứng để phát hiện Các loại cảm biếntiệm cận thường có độ tin cậy cũng như tuổi thọ cao do chúng không có bộ phậnchuyển động cơ khí và không có sự tiếp xúc giữa cảm biến và vật thể.

Dựa vào nguyên lý phát hiện có thể chia cảm biến tiệm cận thành các loại chínhnhư: cảm biến tiệm cận điện cảm, tiệm cận điện dung, tiệm cận quang, tiệm cận siêu

âm Các cảm biến tiệm cận điện cảm chỉ dùng để phát hiện vật thể bằng kim loại, trongkhi đó cảm biến tiệm cận điện dung có thể phát hiện vật thể kim loại và không kimloại

2.4.1 Cấu tạo của cảm biến tiệm cận điện cảm

Hình 2.5: Thành phần cấu tạo của cảm biến tiệm cận

Cấu tạo của một bộ cảm biến tiệm cận điện cảm được thể hiện ở (Hình2.5) gồm 4khối chính như: cuộn dây, lỏi sắt Ferit, mạch dao động, mạch phát hiện và mạch đầura

2.4.2 Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận điện cảm

Hình 2.6: Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận điện cảm.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận điện cảm được thể hiện (Hình 2.6).Khi được cấp điện mạch dao động phát sinh ra dòng điện chạy qua cuộn dây tạo ra từtrường phía trước cảm biến Khi vật thể kim loại lọt vào vùng này, hiện tượng cảm ứngtrong từ trường đối với vật dẫn điện sẽ tạo ra một dòng điện xoáy (eddy current hayFoucault current ) trên bề mặt vật thể Dòng điện xoáy này sẽ rút bớt năng lượng của

từ trường hay nói cách khác là năng lượng của từ trường bị sụt giảm do một phần bịcảm ứng chuyển thành dòng điện xoáy Điều này làm tăng tải trong cảm biến làm giảmbiên độ của điện từ trường Mạch phát hiện giám sát biên độ dao động khi đạt đến mứcđịnh trước thì nó chuyển đổi trạng thái ngõ ra của cảm biến Khi đối tượng di chuyểnkhỏi cảm biến, thì biên độ dao động sẽ tăng lên Khi đến giá trị định trước thì mạchphát hiện chuyển đổi trạng thái ngõ ra trở về điều kiện bình thường

2.4.3 Thông số kỹ thuật của cảm biến tiệm cận điện cảm sử dụng trong máy

cuốn rơm tự động

 Nhãn hiệu: Omrom

 Dòng TL-W5E1

 Khoảng cách phát hiện của cảm biến: 5mm

 Khoảng cách cảm biến hoạt động tốt nhất: 0 ÷ 4 mm

Xác định khoảng cách, vị trí của kim loại.

2.5 Xylanh thủy lưc

2.5.1 Cấu tạo xylanh thủy lưc

1 Thân; 2 Mặt bích hông; 3 Mặt bích đuôi; 4 Cần piston; 5 Piston;

6 Ổ trượt; 7 Vòng chắn dầu; 8 Vòng đệm; 9.Tấm nối; 10 Vòng chắn hình O;

11 Vòng chắn piston; 12 Ống nối; 13 Tấm dẫn hướng; 14 Vòng chắn hình;

15 Đai ốc; 16 Vít vặn; 17 Ống nối.

Hình 2.7: Cấu tạo của xylanh thủy lực

Cấu tạo của xylanh thủy lực được thể hiện ở (Hình 2.7)

Xylanh thủy lực được chia làm hai loại: xylanh lực và xylanh quay (hay còn gọi

là xylanh mômen) Trong xylanh lực, chuyển động tương đối giữa piston với xylanh làchuyển động tịnh tiến Trong xylanh quay, chuyển động tương đối giữa piston vớixylanh là chuyển động quay (với góc quay thường nhỏ hơn 360) Piston bắt đầuchuyển động khi lực tác động lên một trong hai phía của nó (lực đó có thể là lực ápsuất, lực lò xo hoặc cơ khí), lớn hơn tổng các lực cản có hướng ngược lại chiều chuyểnđộng (lực ma sát, thủy động, phụ tải, lò xo, ) Ngoài ra, xylanh truyền động còn đượcphân theo cấu tạo gồm xylanh đơn, xylanh kép, xylanh vi sai

2.5.4 Thông số kỹ thuật của xylanh thủy lực sử dụng trong máy cuốn rơm tự

động

 Đường kính vỏ xylanh: 63 mm

 Đường kính cán xylanh: 45 mm

 Hành trình của xylanh: 200 mm

2.5.5 Phương pháp điều khiển của xylanh thủy lực

Để điều khiển nguồn thủy lực vào, ra ở 2 đầu xylanh cần dùng các van đảo chiều.Van đảo chiều hoạt động trên nguyên lý điện từ, van sẽ nhận tín hiệu điện và điềukhiển thủy lực vào, ra xylanh

2.5.6 Ứng dụng của xylanh thủy lực

Dùng để đóng mở của nhà, máy móc, cần trục, cần cẩu, nâng hạ khẹp chặc

.6 Bộ nguồn thủy lực

2.6.1 Cấu tạo bộ nguồn thủy lực

1.Bộ lọc dầu; 2 Bơm thủy lực loại bánh răng; 3 Van 1 chiều; 4 Van phân phối; 5 Van tiết lưu; 7 Thùng chứa dầu; 8 Động cơ điện;9 Thước đo mức dầu

Hình 2.9: Cấu tạo bộ nguồn thủy lực.

Cấu tạo của bộ nguồn thủy lực được thể hiện ở (Hình 2.9)

2.6.2 Nguyên lý hoạt động bộ nguồn thủy lực

1 Bơm thủy lực loại bánh răng; 2 Thùng chứa dầu; 3 Van 1 chiều; 4.Van an toàn;

5 Xylanh thủy lực; 6.Van phân phối thủy lực;

Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý bộ thủy lực

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bộ nguồn thủy lực được thể hiện ở (Hình 2.10).Động cơ điện bơm thủy lực (3) mở khi rơle bị tác động Bơm thủy lực loại bánh răng(1) bơm dầu từ thùng chứa dầu (2) qua bộ lộc dầu Và đẩy dầu qua van 1 chiều (3) đếnvan phân phối (6) Từ van phân phối dầu dẫn tới buồng chứa dầu của xylanh, đẩyxylanh ra hết hành trình làm việc của mình Lúc này rơle hết bị tác động nữa, công tắcthường đóng của rơle chuyển thành thường mở Xylanh chuyển động lùi đẩy dầu từbuồng xylanh về qua van phân phối Van phân phối có thể điều khiển dầu theo chiềungược lại Trên đường rẽ nhánh trước khi gần đến van phân phối (6) còn có van antoàn áp suất (4), van sẽ xả dần về thùng chứa dầu, xylanh (5) chuyển động hết hànhtrình hoặc khi dầu chảy ngược về bơm từ xylanh vì một nguyên nhân nào đó (quá tải).Ngoài ra hệ thống có thể bố trí thêm các van tiết lưu giữa van phân phối và bộ phậnchấp hành (5) để điều chỉnh lưu lượng giữa chúng

2.6.3 Thông số kỹ thuật bộ nguồn thủy lực sử dụng trong máy cuốn rơm tự

 Áp lực 80÷ 210 (N /cm2 )

2.6.4 Phương pháp điều khiển bộ nguồn thủy lực

Phương pháp điều khiển bộ nguồn thủy lực gồm các van phân phối thủy lực, vantiết lưu, van ổn áp…

2.6.5 Ứng dụng bộ nguồn bơm thủy lực

Chạy hệ thống thủy lực dây truyền cắt thép, hệ thống nâng hạ cửa đập trong thủyđiện, thủy lợi, cho các hệ thống máy cán, máy ép, máy nâng hạ, cần cẩu, máy cắtgọt kim loại, trợ lực lái cho ôtô, tàu hỏa, xe đào húc ủi, máy ép cọc, điều khiển lyhợp bằng thủy lực, điều khiển tốc độ động cơ bằng thủy lực

.7 Còi báo

2.7.1 Cấu tạo còi báo

Hình 2.11: Cấu tạo của còi báo

Cấu tạo của còi báo được thể hiện ở (Hình 2.11) gồm một nam châm hình trụ cóhai cực lồng vào nhau, cực N ở giữa và cực S ở xung quanh, giữa hai cực tạo thànhmột khe từ có từ trường khá mạnh, một cuôn dây được gắn với màng còi và được đặttrong khe từ, màng loa được đỡ bằng gân cao su mềm giúp cho màng còi có thể dễdàng dao động ra vào

2.7.2 Nguyên lý hoạt động còi báo

Hình 2.12: Sơ đồ nguyên lý điều khiển của còi báo

Sơ đồ nguyên lý điều khiển của còi được thể hiện ở ( Hình 2.12) Khi ta ấn nút,dòng điện chạy qua làm cuộn dây sẽ dao động Do cuộn dây được nối với màng còinên các dao động này được truyền ra không khí, tác động vào người nghe Dù thuộcthể loại nào thì còi cũng phải có một bộ phận quan trọng gọi là màng rung (hoặc màngcòi) Màng rung là nơi âm thanh được phát ra để đến với tai người nghe Tuỳ từng loạicòi khác nhau mà nguyên lý làm rung màng rung là khác nhau Đa số các còi màngrung được gắn với một cuộn dây, cuộn dây này được định vị trong khe hẹp có từtrường mạnh được sinh ra giữa hai cực của một nam châm vĩnh cửu Khi cho dòngđiện tín hiệu đi qua cuộn dây thì cuộn dây xuất hiện lực từ làm rung nó, sự rung độngcủa cuộn dây sẽ làm chuyển động màng còi

2.7.3 Phương pháp điều khiển của còi báo

Hình 2.13: Độ rộng của xung

Điều chỉnh độ rộng của xung để được âm thanh mong muốn được thể hiện

ở (Hình 2.13) Muốn âm thanh lớn to thì ta tăng độ rộng xung T1, T2 cũng chính là tăngtần số âm thanh f

2.7.4 Thông số kỹ thuật của còi báo sử dụng trong máy cuốn rơm tự động

 Model: KOK

 Dòng điện: 1A

 Nguồn điện:12V

 Âm thanh:105÷118dB

2.7.5 Ứng dụng của còi báo

Còi xe máy, ôtô, một số hệ thống có chức năng báo hiệu báo động

.8 Van phân phối thủy lực