MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 1 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 3 PHẦN MỞ ĐẦU 4 1. Tổng quan "nh hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài 4 2. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực =ễn của đề tài 4 3. Mục =êu 5 4. Nhiệm vụ nghiên cứu 5 5. Phương pháp nghiên cứu 5 PHẦN NỘI DUNG 7 a, Động cơ 1 chiều 7 b, Động cơ xoay chiều 7 c, Động cơ bước 8 1.2.Rơ le 8 1.3. Cảm biến 10 a, Cảm biến từ 10 b,Cảm biến điện dung 11 c, Cảm biến quang 11 1.4. Khởi động từ 12 1.5. Các phương án đo khoảng cách trong máy công cụ 13 1.5.1. Phương án 1 : Đo bằng thước quang, truyền chuyển động bằng băng tải 13 1.5.2. Phương án 2: Đo khoảng cách dùng thước quang truyền chuyển động bằng vítme 14 1.5.3. Phương án 3 : Đo khoảng cách dùng Encocder , truyền chuyển động bằng vítme 15 1.6. Tổng quan về PLC S7 – 200 16 a, Vùng chứa chương trình ứng dụng 16 b, Vòng quét của PLC S7-200 17 c, Ngôn ngữ lập trình S7 - 200 18 d, Tập lệnh 19 e, Bộ đếm tốc độ cao 25 Định dạng bộ đếm tốc độ cao 25 Các Bit đặc biệt dùng để điều khiển HSC 27 Vùng nhớ lưu giá trị 29 1.7. Ứng dụng của bộ điều khiển PLC trong máy công cụ 29 1.8. Những loại máy sử dụng bộ điều khiển PLC 30 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH 35 2.1. Tính toán trục vít 35 2.2. Tính chọn ổ lăn cho trục vít 40 2.3. Tính toán trục chính 43 2.4. Thông số động cơ 45 2.5. Thông số encoder 46 2.6. Thông số phần cứng bộ điều khiển PLC S7 - 200 47 2.7. Sơ đồ mạch lực và sơ đồ kết nối PLC 49 Sơ đồ kết nối mạch lực 49 Sơ đồ kết nối PLC 50 50 Hình 2.7 : Sơ đồ kết nối PLC 50 CHƯƠNG III: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 51 3.2. Chương trình điều khiển 52 PHẦN KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Các hình vẽ Trang Hình 1.1 : Phương án 1 Trang 12 Hình 1.2: Phương án 2 Trang 13 Hình 1.3: Phương án 3 Trang 14 Hình 1.4: Cấu trúc của PLC S7 200 Trang 15 Hình 1.5: Quá trình hoạt động của một vòng quét. Trang 16 Hình 1.6: Cây lệnh của PLCS7-200. Trang 18 Hình 1.7: Câu lệnh tiếp điểm. Trang 18 Hình 1.8: Câu lệnh lấy sườn. Trang 19 Hình 1.9: Câu lệnh thời gian TON. Trang 20 Hình 1.10: Câu lệnh thời gian TONR Trang 20 Hình 1.11: Câu lệnh thời gian TOFF. Trang 21 Hình 1.12: Các bộ đếm: a-đếm tiến, b-đếm lùi, c-đếm tiến/lùi. Trang 22 Trang 1 Hình 1.13: Các lệnh di chuyển vùng nhớ. a-byte, b-word, c- doubble word, d-real Trang 23 Hình 1.14: Lệnh gọi chương trình con. Trang 23 Hình 1.15: Khai báo sử dụngHSC. Trang 24 Hình 1.16 : Máy tiện TYPE 25RS Trang 29 Hình 1.17: Máy cắt 1 đầu Model CH-4003AI Trang 32 Hình 1.18: Máy cắt 1 đầu Model : CH-510-3AS Trang 33 Hình 1.19: Model :NC -460-3AS Trang 34 Hình 2.1 : Trục vít Trang 35 Hình 2.2 : Cấu tạo ổ lăn Trang 40 Hình 2.3 : Động cơ một chiều Trang 45 Hình 2.4 : Encoder Trang 46 Hình 2.5: Bộ điều khiển PLC S7 - 200 Trang 47 Hình 2.6 : Sơ đồ mạch lực Trang 49 Hình 2.7 : Sơ đồ kết nối PLC Trang 50 Trang 2 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Các bảng biểu Trang Bảng 1.1: Bảng mô tả kiểu dữ liệu và toán hạng các giá trị đầu vào, ra Trang 19 Bảng 1.2: Bảng mô tả các chế độ đếm và loại HSC Trang 26 Trang 3 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài Máy công cụ là sản phẩm trí tuệ của loài người, do con người chế tạo ra để phục vụ chính lợi ích của con người. Các máy công cụ được ứng dụng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực như cơ khí ,xây dựng, khai thác hầm mỏ… Sự ra đời của máy công cụ đã kéo theo rất nhiều ngành khoa học khác phát triển theo nó, điển hình như ngành “Tự động hóa, công nghệ thông tin…”. Các máy công cụ đã ra đời từ đầu những năm của ngành công nghiệp máy móc. Và cho đến ngày nay việc sử dụng những máy công cụ vào sản xuất đã trở nên rất phổ biến và rộng rãi từ các nhà máy xí nghiệpvừa và nhỏ, cho đến những nhà máy lớn… Cùng với sự phát triển của khoa học, các máy công cụ ngày nay có tính tự động hóa rất cao. Bằng việc kết hợp giữa máy công cụ với những chương trình điều khiển tự động như : PLC, Vi Điều Khiển Ngày nay chúng ta đã tạo ra được những máy công cụ có tính chuyên môn hóa và tự động hóa rất cao như máy NC ,CNC. Trong những ngành công nghiệp cụ thể đã chế tạo ra những máy công cụ phù hợp với ngành công nghiệp đó. 2. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Trong quá trình đi thực tập xí nghiệp, nhà máy và thực tế, chúng em đã được tiếp cận với những những máy cắt nhôm tự động hiện đại hóa cao. Họ đã dùng những máy cắt nhôm tự động để cắt nhôm có kích thước vừa và nhỏ. Sự cần thiết của những mô hình sẽ giúp chúng em những sinh viên có thể thực hành, sẽ không cảm thấy bỡ ngỡ khi ra trường và được làm trong môi trường tương tự. Nếu với một mô hình tương tự mua từ nước ngoài sẽ tiêu tốn một khoản tiền khá lớn, ngoài ra với mô hình này chúng em cũng có thể kết nối với các phần tử điều khiển khác như : PLC và VI Điều khiển…. Với đề tài này chúng em cũng gặp khá nhiều trong thực tiễn, tuy chỉ là một khâu trong máy cắt nhôm tự động là đo chiều dài phôi. Nhưng cũng đã phần nào cho thấy sự Trang 4 thực tiễn của nó. Với đề tài chúng em đã chọn, chúng em sẽ nắm bắt được phần nào những kinh nghiệm thực tiễn khi chế tạo và lắp đặt một mô hình. Và hy vọng sản phẩm của chúng em sẽ có ích cho những bạn sinh viên khóa sau. Với tất cả lý do trên nên chúng em đã chọn đề tài:” Ứng dụng của bộ điều khiển PLC đo khoảng cách trong máy công cụ ” chúng em ứng dụng đo chiều dài phôi trong máy căt nhôm tự động . 3. Mục tiêu Trên cơ sở những kiến thức có được trong quá trình học tập và thực tế, chúng em tiến hành nghiên cứu và chế tạo bộ mô hình đo khoảng cách trong máy công cụ sử dụng ứng dụng của bộ điều khiển PLC. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu − Về nội dung: Nghiên cứu ứng dụng của bộ điều khiển PLC trong máy công cụ. − Về thực tế: Chế tạo mô hình đo khoảng cách trong máy công cụ sử dụng bộ điều khiển PLC. 5. Phương pháp nghiên cứu 5.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết. 5.1.1. Phương pháp đọc và nghiên cứu tài liệu Đọc và nghiên cứu các tài liệu về ứng dụng của bộ điều khiển PLC trong máy công cụ…. Phương pháp này được sử dụng trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài. 5.1.2. Phương pháp phân tích tổng hợp Phương pháp phân tích, tổng hợp lý thuyết được sử dụng trong việc nghiên cứu tài liệu bằng cách tách ra từng phần, từng nội dung nhỏ để xem xét và tổng hợp tất cả những nội dung đó để xây dựng nên đề cương nghiên cứu vấn đề và cơ sở lí luận của đề tài. 5.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Trang 5 Phương pháp này được tiến hành bằng các kiến thức tích lũy được trong quá trình học tập, thực hành xưởng và thực hành tại các cơ sở xí nghiệp. 6. Kết quả chính đạt được Nghiên cứu và chế tạo thành công mô hình “Ứng dụng của bộ điều khiển PLC đo khoảng cách trong máy công cụ ”. Trang 6 PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 1.1. Các loại động cơ a, Động cơ 1 chiều • Ưu điểm : − Mômen khởi động lớn, dễ điều khiển tốc độ và chiều, giá thành rẻ. • Nhược điểm: − Dải tốc độ điều khiểu hẹp − Phải có nguồn mạch riêng. b, Động cơ xoay chiều • Ưu điểm : − Cấp nguồn trực tiếp từ điện lưới xoay chiều. − Đa dạng và rất phong phú về chủng loại, giá thành rẻ. Trang 7 • Nhược điểm : − Phải có mạch cách ly giữa phần điều khiển và phần chấp hành để đảm bảo an toàn, mômen khởi động nhỏ. − Mạch điều khiển tốc độ phức tạp (biến tần). c, Động cơ bước • Ưu điểm : − Điều khiển vị trí, tốc độ chính xác, không cần mạch phản hồi. − Thường được sử dụng trong các hệ thống máy CNC. • Nhược điểm: − Giá thành cao, mômen xoắn nhỏ, mômen máy nhỏ 1.2. Rơ le Trang 8 [...]... chuyển từ 1 về 0 Hình 1.8: Câu lệnh lấy sườn  Lệnh so sánh ( Compare) Lệnh so sánh được dùng để so sánh 2 giá trị dạng Byte, Word, Real được định địa chỉ bởi 2 toán hạng ở đầu vào của lệnh:[IN1] và [IN2] Có tất cả 6 phép so sánh có thể đ ược thực hiện: IN1 = IN2; IN1 >= IN2; IN1 IN2; IN1 < IN2; Inputs / Outputs Kiểu Toán hạng IN1, IN2 BYTE IB, QB, VB, MB, SMB, LB, AC, *VD,... ở vị trí truyền động và bộ căng đai Giá thành cao Môi lần đo chỉ đo được chiều dài tối đa bằng chiều của thước quang Phương án giữ phôi trên băng tải khó thực hiện (phôi thanh ) 1.5.2 Phương án 2: Đo khoảng cách dùng thước quang truyền chuyển động bằng vítme Hình 1.2 : Phương án 2 * Ưu điểm: − − Thiết kế đơn giản Có cấp phôi nhanh chính xác cao Trang 14 − Chịu được tải trọng lớn * Nhược điểm: − Vì... gian lắp đặt và thao tác gọn (một tủ điện có thể lắp đặt nhiều động cơ) Vì vậy được sử dụng rộng rãi cho mạch điện hạ áp 1.5 Các phương án đo khoảng cách trong máy công cụ 1.5.1 Phương án 1 : Đo bằng thước quang, truyền chuyển động bằng băng tải Hình 1.1: Phương án 1 * Ưu điểm Trang 13 − Thiết kế đơn giản − Có thể cấp được phôi dài mất ít thời gian − Sai số cao do phôi dễ bị trượt trên băng tải *... lớn * Nhược điểm: − Vì truyền bằng vít me gây ra tiếng ồn có độ rơ giữa đai ốc và vít me − Đo khoảng cách dài mất nhiều thời gian − Giá thành cao 1.5.3 Phương án 3 : Đo khoảng cách dùng Encocder , truyền chuyển động bằng vítme Hình 1.3 : Phương án 3 * Ưu điểm − − − − Thiết kế đơn giản Có cấp phôi nhanh chính xác cao Giá thành thấp Chịu được tải trọng lớn * Nhược điểm: − Vì truyền bằng vít me gây ra... tiện TYPE 25RS Máy tiện tự động lập trình PLC ra đời thay thế cho máy tiện tự động CAM Ưu điểm của máy rất nổi trội khi thay đổi hình dáng chi tiết hay tăng lượng bù dao, người sử dụng có thể thay đổi lập trình nhanh tróng mà ko phải lo như với máy tiện CAM Sự so sánh dưới đây sẽ giúp ta thấy được phần nào sự ưu việt của máy tiện PLC so với máy tiện CAM truyền thống − Tốc độ cắt gọt nhanh: - Tiện tự... Khả năng tương thích với sản phẩm mới: - Tiện tự động PLC: Thay đổi chương trình lập trình ngay khi cần để thích ứng với sản phẩm mới - Tiện tự động CAM: Thay đổi bánh CAM để thích ứng với yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm mới Thời gian thay đổi bánh CAM là rất lâu và phức tạp nên phải đặt nhà sản xuất − Chế độ làm mát: - Tiện tự động PLC: Dầu hoà tan trong nước - Tiện tự động CAM: Dầu cắt gọt Dầu hoà tan... DINT ID, QD, VD, MD, SMD, LD, AC, *AC, *LD, *VD, Constant REAL ID, QD, VD, MD, SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC, Constant OUT BOOL I, Q, M, V, SM, T, C, L, Power Flow Bảng 1.1: Bảng mô tả kiểu dữ liệu và toán hạng các giá trị đầu vào, ra  Bộ định thời ( Timer ) − TON: đóng trễ không nhớ Hình 1.9: Câu lệnh thời gian TON − TONR: đóng trễ có nhớ Hình 1.10: Câu lệnh thời gian TONR − TOFF: ngắt trễ Trang 21... d-real  Lệnh điều khiển chương trình − Lệnh chương trình con Hình 1.14: Lệnh gọi chương trình con Trang 24 Lệnh này thực hiện gọi một chơng trình con chuyển quyền điều khiển đến cho chơng trình con đó Toán hạng của lệnh là địa danh của chơng trình con, là một số nguyên từ 0 đến 255 Lệnh kết thúc chương trình con Lệnh thực hiện kết thúc chương trình con và trở về chương trình chính khi thoả mãn điều kiện... có vòng quét thực hiện nhanh tuỳ thuộc vào số câu lệnh trong chương trình được thực hiện, vào khối dữ liệu truyền thông trong vòng quét đó Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng cần xử lý, tính toán và việc gửi thông tin điều khiển đến đối tượng có một khoảng thời gian bằng thời gian một vòng quét Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định thời gian thực của chương trình điều khiển trong PLC... - Tiện tự động PLC: Do người vận hành lựa chọn với nhiều chế độ cắt khác nhau (Máy tiện PLC có thể phối hợp 2 dao làm việc cùng lúc) - Tiện tự động CAM: Mặc định theo nhà sản xuất hoặc phụ thuộc vào bánh CAM − Độ dài tiện: Trang 30 - Tiện tự động PLC: Nhiều kích thước khác nhau (>200) - Tiện tự động CAM: Chiều dài bị hạn chế ( . Khởi động từ 12 1.5. Các phương án đo khoảng cách trong máy công cụ 13 1.5.1. Phương án 1 : Đo bằng thước quang, truyền chuyển động bằng băng tải 13 1.5.2. Phương án 2: Đo khoảng cách dùng thước. sử dụng bộ điều khiển PLC 30 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH 35 2.1. Tính toán trục vít 35 2.2. Tính chọn ổ lăn cho trục vít 40 2.3. Tính toán trục chính 43 2.4. Thông số động cơ 45 2.5 KHẢO 71 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Các hình vẽ Trang Hình 1.1 : Phương án 1 Trang 12 Hình 1.2: Phương án 2 Trang 13 Hình 1.3: Phương án 3 Trang 14 Hình 1.4: Cấu trúc của PLC S7 200 Trang 15 Hình 1.5: