›
›

Đồ án Trang bị điện tử dây chuyền sơ chế tôn nhà máy đóng tàu Sông Cấm-Đi sâu tìm hiểu công đoạn phun hạt cát làm sạch tôn

pdf 78 trang huongle 1920
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Trang bị điện tử dây chuyền sơ chế tôn nhà máy đóng tàu Sông Cấm-Đi sâu tìm hiểu công đoạn phun hạt cát làm sạch tôn", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_trang_bi_dien_tu_day_chuyen_so_che_ton_nha_may_dong_ta.pdf

Nội dung text: Đồ án Trang bị điện tử dây chuyền sơ chế tôn nhà máy đóng tàu Sông Cấm-Đi sâu tìm hiểu công đoạn phun hạt cát làm sạch tôn

  1. LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nƣớc, ngành giao thông vận tải có một vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, nó đem lại hiệu quả cao về kinh tế cho đất nƣớc, đặc biệt là giao thông vận tải biển. Nƣớc ta với lợi thế có bờ biển dài, khí hậu ổn định tạo điều kiện thuận lợi cho ngành giao thông vận tải biển phát triển, là tiền đề để ngành công nghiệp đóng tàu của nƣớc ta phát triển mạnh mẽ. Hiện nay, công nghệ đóng tàu của Việt Nam đã có những bƣớc tiến vƣợt bậc. Chúng ta đã đóng đƣợc những con tàu cỡ lớn, trang thiết bị hiện đại với chất lƣợng cao, đƣợc nhiều bạn hàng trên thế giới tin cậy đặt hàng. Trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng với đội ngũ giảng viên giỏi chuyên môn và giàu kinh nghiệm giảng dạy, là nơi đào tạo nên những kỹ sƣ có tay nghề trình độ chuyên môn cao, đảm bảo đáp ứng đƣợc các yêu cầu trong các nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu biển. Qua gần 4 năm học tập tại trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng, đƣợc sự dìu dắt dạy bảo nhiệt tình của các thầy cô giáo trong khoa Điện-Điện tử, với sự cố gắng học hỏi của bản thân và đƣợc sự giúp đỡ của các bạn trong lớp ĐC 1001. Sau ba tháng thực tập tốt nghiệp tại Công ty Đóng tàu Sông Cấm, em đƣợc Ban Chủ nhiệm Khoa Điện-Điện tử và Nhà trƣờng giao cho đề tài: “Trang bị điện tử dây chuyền sơ chế tôn nhà máy đóng tàu Sông Cấm. Đi sâu tìm hiểu công đoạn phun hạt cát làm sạch tôn”. Trong thời gian ba tháng làm đồ án tốt nghiệp em đƣợc sự giúp đỡ nhiệt tình của cô giáo hƣớng dẫn Ths. Trần Thị Phƣơng Thảo, cùng nhiều thầy giáo khác trong khoa cùng với sự cố gắng tự giác của bản thân để hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất. Tuy nhiên, do kinh nghiệm kiến thức thực tế và trình độ có hạn, tài liệu tham khảo còn nhiều hạn chế nên trong bài đồ án tốt 1
  2. nghiệp của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em mong đƣợc sự chỉ bảo thêm của các thầy giáo để bài đồ án của em đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Ths.Trần Thị Phƣơng Thảo và các thầy cô giáo trong khoa Điện-Điện tử. Hải phòng 25 tháng 10 năm 20011 Sinh viên Đào Xuân Oanh 2
  3. CHƢƠNG 1: TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ DÂY CHUYỀN SƠ CHẾ TÔN CỦA NHÀ MÁY 1.1. MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC SƠ CHẾ TÔN Trong công nghiệp đóng tàu, số lƣợng thép tấm, thép hình đƣợc sử dụng rất nhiều với các chủng loại, kích thƣớc, vật liệu khác nhau. Trong quá trình vận chuyển và sử dụng, vật liệu thép chịu ảnh hƣởng rất lớn của môi trƣờng. Vì vậy cần phải bảo vệ bề mặt thép để tăng tuổi thọ cho công trình sử dụng. 1.1.1. Các phƣơng pháp sơ chế tôn Phƣơng pháp thủ công: Dùng các dụng cụ cầm tay nhƣ búa gõ gỉ, bàn chải sắt, dũi, dao cạo vv. và một số dụng cụ cầm tay đƣợc cơ giới hóa nhƣ búa hơi, chổi thép hơi. Phƣơng pháp này rất đơn giản, giá thành hạ, tuy nhiên phƣơng pháp này hiện chỉ áp dụng để làm sạch vỏ bao khi các tàu vào sửa chữa hoặc áp dụng làm sạch những khu vực mà không thể áp dụng đƣợc các phƣơng pháp làm sạch cơ giới vì năng suất thấp (khoảng 0,9 đến 3,5 m2/giờ công đối với dụng cụ đơn giản và khoảng 8m2/giờ công đối với dụng cụ cơ giới). Phƣơng pháp cơ giới: + Phun nƣớc áp lực cao: sử dụng dòng nƣớc có áp lực cao để làm sạch tôn. Áp lực cao đƣợc tạo ra bởi một máy khí nén. Phƣơng pháp này thƣờng sử dụng để làm sạch các phân, tổng đoạn đã hoàn thiện và đang tập kết tại bãi cạnh triền đà. + Làm sạch bằng máy quay quả văng, sợi cáp + Phƣơng pháp phun cát: đây là phƣơng pháp đang đƣợc sử dụng trong quá trình đóng mới hoặc quá trình sửa chữa tàu. Cát dùng để phun là loại cát cát vàng có đƣờng kính hạt khoảng 1,2 mm, độ tinh khiết 95% đƣợc 3
  4. phun qua một vòi phun có đƣờng kính lỗ 8 - 9 mm dƣới áp suất (4-5) at. Góc phun cát lên mặt tấm tôn là (45-60) 0 và khoảng cách từ vòi phun đến bề mặt tấm là (120 – 150) mm. Khi phun phải phun đều tay, không đƣợc phun ngắt quãng hoặc dừng quá lâu tại 1 chỗ đã đƣợc phun sạch. Nhƣợc điểm của phƣơng pháp phun cát khô là rất bụi và miệng phun chóng bị mòn. Để khắc phục nhƣợc điểm đó ngƣời ta thực hiện phƣơng pháp phun hỗn hợp cát-nƣớc (khoảng 30 - 40% cát và 60 - 70% nƣớc) hoặc dùng vòi phun cải tiến có các tia nƣớc xung quanh (hình 2.1) + Phƣơng pháp phun hạt mài: Hiện nay Công ty có 2 nhà xƣởng để làm sạch bằng phƣơng pháp phun hạt mài. Ngƣời ta thay các hạt cát bằng các hạt thép để phun lên bề mặt tấm tôn. Các hạt đó có thể là các mẩu thép, mẩu gang hoặc các mẩu dây thép cắt ra có đƣờng kính (0,5 - 0,8) mm. Các mẩu thép đó khi phun đã đƣợc tăng tốc trong bộ phận gia tốc cánh quạt (hình 3.2). Tốc độ hạt khi phun trong một phút đạt tới (155 – 170) m/giây và khối lƣợng hạt đƣợc phun trong một phút đạt tới 140 kg, năng suất làm sạch là (100 – 200) m3/giờ, tốc độ dịch chuyển thép tấm là (1,2 - 3,6) m/phút 4
  5. Phƣơng pháp phun hạt thép không đƣợc sử dụng để làm sạch các tấm có chiều dày dƣới 10 mm và các kết cấu mỏng dƣới 5 mm. + Làm sạch bằng thiết bị cơ giới khác: Công việc sơn tàu không cố định và cũng không có một quy trình cụ thể nào cho mọi con tàu. Sơn tàu phụ thuộc vào khả năng của chủ tàu và việc lựa chọn từng loại sơn của các hãng sơn khác nhau. Các hãng sơn đƣa ra yêu cầu đối với sơn của hãng cũng nhƣ đối với bề mặt tôn và thời gian sơn. Nếu bề mặt không đƣợc làm sạch, vẫn còn tạp chất bám bẩn thì lớp sơn sẽ nhanh chóng bị bong, tróc, không đảm bảo chất lƣợng. Điều kiện khí hậu nhƣ nhiệt độ, độ ẩm và thời gian sơn giữa các lớp cũng ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng sơn. Trƣớc khi sơn cần làm sạch tôn. Hiện Công ty có 5 cấp làm sạch: SA1, 1 1 2 1 SA 2 , SA2, SA 2 , SA3 (là cấp cao nhất). + Ngoài ra ngày nay có nhiều hãng đã sản xuất các thiết bị làm sạch và sơn lót nhƣ một hệ thống đồng bộ, tự động từ khâu đầu vào đến khâu đầu ra của vật liệu làm sạch nhƣ: Dây chuyền LAMIVER 3200 do hãng CARLOBANFI của Italia, dây chuyền Rooller Conveyor Machine RRB của Đức, dây chuyền RB 2100 SCHLICK do phòng thiết kế công nghiệp tàu thủy 5
  6. Ba lan chế tạo. Hiện nay nhà máy đóng tàu Nam Triệu đang sử dụng dây chuyền LAMIVER 3200. 1.1.2. Dây chuyền sơ chế tôn LAMIVER 3200 1.1.2.1. Dây chuyền sơ chế tôn Hình 2.3: Các bộ phận chính của dây chuyền Máy cán chuyên dùng để khử độ cong vênh cũng nhƣ khử ứng xuất dƣ của thép. Băng chuyền đầu vào: là hệ thống băng tải con lăn dùng để đƣa thép vào khối gia nhiệt là bộ phận đầu tiên của dây chuyền sơ chế tôn. Khối gia nhiệt: Khi thép đƣợc nung nóng đến trên 40 0 C sẽ làm cháy hết dầu mỡ, nƣớc và hơi nƣớc bám trên bề mặt thép. Khối làm sạch: Gồm máy phun hạt để phun cát, hạt kim loại hoặc phun bi là tùy theo công nghệ và chủng loại vật liệu. Buồng phun sơn: là buồng kín, trong đó có bố trí các đầu phun sơn di động trong buồng để đảm bảo cho vật đƣợc sơn là đồng đều, ngoài ra trong buồng sơn còn có hệ thống lọc và hút bụi. Buồng làm khô sơn: Thƣờng sử dụng lò buồng hoặc tuylen để đẩy nhanh việc sấy khô. Năng lƣợng để sấy có thể dùng than, điện hoặc khí gas. 6
  7. Ngoài ra dây chuyền còn có các thiết bị phụ trợ khác nhƣ máy nén khí, các băng gầu tải vận chuyển cáp hoặc bi kim loại để phun, hệ thống giảm chấn để đảm bảo độ ồn dƣới mức cho phép phục vụ cho hoạt động của dây chuyền. 1.1.2.2. Nguyên lý hoạt động Tôn đƣợc cẩu qua hệ thống cẩu từ đặt lên giàn con lăn đầu vào. Giàn con lăn có tác dụng di chuyển tôn vào hệ thống buồng sấy để sấy tôn trong một nhiệt độ nhất định, tôn sau khi ra khỏi buồng sấy thì cảm biến đầu vào buồng phun nhận đƣợc tín hiệu báo về PLC sau một khoảng cách 6m, hệ thống bắn hạt mài bắt đầu hoạt động sau đó tôn đƣợc làm sạch đồng thời di chuyển trên giàn con lăn để đƣa tôn ra ngoài buồng phun. Tôn đầu ra của buồng phun tác động có cảm biến đầu ra của buồng phun lúc này tôn đầu vào của buồng phun vẫn tiếp tục đƣa vào đến khi cảm biến đầu vào tác động hệ thống giàn con lăn vẫn tiếp tục làm việc, tôn đầu ra của buồng phun di chuyển qua 32 cảm biến quang để nhận biết đƣợc độ rộng, dài, cao, dày của tôn. Các tín hiệu này đƣợc báo về PLC đồng thời lúc đó động cơ truyền động cho xe sơn bắt đầu khởi động và di chuyển súng phun và di chuyển qua lại liên tục ( có 4 súng phun, trong đó có 2 súng phun ở trên và 2 súng phun ở dƣới). Bộ phun này đƣợc gắn với bộ đếm Encorder dùng để đếm 32 vạch tƣơng ứng với 32 cảm biến quang trong chƣơng trình của PLC đƣợc đặt một thời gian trễ là 3s. Sau một khoảng cách là 3m thì súng phun bắt đầu mở để bắt đầu phun, bộ đếm đƣợc kết hợp với cảm biến quang để nhận biết độ rộng sơn, tôn đƣợc sơn đến khi chiều dài của tôn di chuyển ra khỏi 32 cảm biến thì trong chƣơng trình PLC đặt một khoảng thời gian trễ phun là 3s, sau thời gian 3s thì sensor bắt đầu dừng lại. Lúc này tôn đƣợc di chuyển qua buồng sấy làm khô sơn sau đó đƣa ra giàn con lăn ngoài cùng, đến khi tôn chạm vào cảm biến của giàn con lăn ngoài 7
  8. cùng thì giàn con lăn bị dừng lại và dùng cẩu để cẩu tôn vừa làm sạch ra bãi. Khi tôn đƣợc cẩu thì cảm biến trở lại trạng thái ban đầu, lúc này hệ thống giàn con lăn di chuyển để nhận tôn mới đƣa vào hoạt động nhƣ lúc ban đầu. 1.2. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ TRANG THIẾT BỊ DÂY CHUYỀN PHUN HẠT MÀI 1.2.1. Sơ đồ công nghệ dây chuyền 5 4 2 3 1 6 Hình 1.4 Sơ đồ dây chuyền phun hạt mài Trong đó : 1 : Hệ thống con lăn đầu vào 2 : Buồng gia nhiệt 3 : Buồng phun bi 4 : Buồng làm sạch 5 : Hệ thống lọc bụi 6 : Hệ thống con lăn đầu ra 8
  9. Sơ lƣợc về tính năng : Xử lý trƣớc bề mặt thép là bƣớc xử lý trừ gỉ, tăng cứng bề mặt và phun sơn chống gỉ trƣớc khi tiến hành các bƣớc công nghệ gia công tiếp theo. Xử lý trƣớc bề mặt thép có những ƣu điểm sau : - Nâng cao khả năng chống ăn mòn của sản phẩm máy móc và nguyên vật liệu kim loại. - Nâng cao khả năng chịu tải của vật liệu thép, kéo dài tuổi thọ sử dụng của vật liệu. - Đối với thép tấm ngành đóng tàu, rất có lợi cho việc bảo quản và đƣa nguyên liệu chính xác lên máy cắt điều khiển số. - Làm tăng độ nhẵn bóng của bề mặt. - Nâng cao hiệu suất làm sạch. - Giảm cƣờng độ lao động của công việc làm sạch. - Giảm ô nhiễm môi trƣờng. 1.2.2. Kết cấu và tính năng các bộ phận a. Hệ thống con lăn vận chuyển Hệ thống con lăn vận chuyển đƣợc cấu thành bởi: hệ thống con lăn vận chuyển vào, hệ thống con lăn buồng phun bi, hệ thống con lăn vận chuyển ra. Hệ thống con lăn vận chuyển vào – ra đều dùng các ống thép đúc liền làm băng thép cacbon chất lƣợng tốt và hàn nối lên hai đầu trục bằng thép tôi. Sau đó đƣợc đƣa qua gia công tinh đẩm bảo chịu tải 1,5 tấn ~ 2 tấn/m và đảm bảo độ đồng trục cao ( làm việc êm ). 9
  10. Hình 1.5 Hệ thống con lăn đầu ra Hệ thống con lăn buồng phun bi do phải chịu bắn phá, nên đƣợc bao phủ bề ngoài 1 lớp vật liệu 40Cr để bảo vệ tăng tuổi thọ ( tuổi thọ của lớp bảo vệ này là 6000 giờ ) và có thể thay thế dễ dàng. Kích thƣớc của con lăn thống nhất là Ф 120 mm. Thiết bị truyền động đƣợc lắp với động cơ điện điều khiển tốc độ bằng biến tần, cho phép truyền động đồng bộ trong cả dây chuyền. b. Bộ phận buồng gia nhiệt: Đây là bộ phận làm sạch tôn ban đầu , có thể do thời tiết quá lạnh hay vật liệu cần làm sạch bị ẩm ƣớt nên đƣợc nung ở nhiệt độ thích hợp tuỳ vào từng loại vật liệu( nhiệt độ có thể đƣợc điều chỉnh đƣợc ) nhờ một hệ thống gồm 3 động cơ gia nhiệt( dây phát nhiệt) và động cơ quạt gió để giúp nhiệt độ toàn bề mặt tôn đều nhau. c. Hệ thống phun bi li tâm làm sạch, trừ gỉ : Hệ thống phun bi làm sạch, trừ gỉ do các bộ phận sau cấu thành: buồng bảo vệ trƣớc, buồng phun bi, buồng cách ly trung gian, buồng quét sạch, buồng bảo vệ sau, hệ thống tuần hoàn vật liệu bi và hệ thống lọc bụi buồng phun bi. 10
  11. + Buồng bảo vệ trƣớc- sau và buồng cách ly trung gian Buồng làm việc trƣớc – sau , mỗi buồng treo 10 lớp rèm cao su, dƣới đáy của cửa ra mỗi buồng có lắp dãy bàn chải sợi nhựa tổng hợp có tính đàn hồi cao, kết cấu kiểu treo, dãy bàn chải có đáy đổ chất deo tăng độ kín khít, đảm bảo tuyệt đối không để bi lọt ra ngoài. + Buồng phun bi Buồng phun bi đƣợc bao bọc bởi các tấm thép cƣờng độ cao hàn nối lại, trong buông có lắp lớp tấm bảo vệ bằng vật liệu ZGMn 13Cr ( có tuổi thọ trên 6000 giờ ), lớp trong gắn với vỏ ngoài của buồng bằng các bulong chịu ma sát thành một khối thống nhất. Cho phép tuổi thọ buồng phun bi bền lâu dƣới điều kiện làm việc khắc nghiệt chịu đƣợc áp lực bi va đập mạnh. Công việc bố trí các thiết bị phun bi trong không gian 3 chiều của buồng làm việc dung phƣơng pháp mô phỏng, tính toán tối ƣu trên máy tính bằng phần mềm chuyên dụng để đảm bảo chắc chắn tất cả các bề mặt của vật liệu đều đƣợc xử lý phun bi, tuyệt đối không bỏ sót. Đặc biệt ở cửa vào buồng phun bi có lắp đặt các thiết bị đo chiều dày của vật liệu. Việc đo chiều dày của vật liệu sẽ giúp cho việc xác định vị trí hạ xuống của chổi quét sạch trong buồng quét sạch đồng thời xác định đƣợc thời gian mở van cấp bi qua đó làm tăng hiệu quả phun bi. + Thiết bị phun bi Có tất cả 6 thiết bị phun bi, loại thiết bị phun bi kiểu li tâm dựa theo công nghệ thiết bị phun bi của công ty Thụy Sĩ GF + DISA. 11
  12. Hình 1.6 Thiết bị phun bi Hiệu quả cao : Kết cấu bánh xe chia bi đƣợc tính toán động năng chính xác bằng phần mềm máy tính, đạt tốc độ văng bi 70 ~ 80 m/giây, hiệu suất văng bi 16 kg/ phút / 1kW. Các cánh gạt bi có thể tháo lắp nhanh chóng, vì các cánh gạt bi của thiết bị phun bi này đều đƣợc lắp vào theo hƣớng từ tâm của bánh xe hƣớng ra, trong quá trình xoay tròn của bánh xe do lực li tâm nên các cánh gạt này càng đƣợc cố định hơn, nên không cần thêm bất kì một công cụ lắp nào khác nữa. Khi tháo cánh gạt bi chỉ cần gõ nhẹ đầu ngoài cánh gạt là có thể tháo ra dễ dàng. Tháo 8 cánh gạt bi chỉ cần 5 ~ 10 phút, hơn nữa có thể kiểm tra đồng thời tình trạng mài mòn của bánh xe chia bi và bộ định hƣớng. Lỗ của trục chính và bộ định hƣớng đƣợc gia công trong cùng một lần gá lắp, do đó khe hở giữa bộ định hƣớng và bánh xe chia bi rất đều khớp nhau, làm giảm tối thiểu sự mài mòn của bánh xe chia bi đối với bi, làm tăng tuổi thọ của bộ định hƣớng, tránh chèn ép, cho phép nâng cao lên nhiều lần hiệu suất của thiết bị phun bi li tâm. 12
  13. Độ sai lệch vị trí của rãnh dọc và lỗ của 8 cánh gạt bi cố định trên bánh xe là rất nhỏ, do các chi tiết yêu cầu độ chính xác cao này đều đƣợc chế tạo trên một trung tâm gia công CNC chuyên dụng nhập khẩu từ Nhật Bản, mỗi lần gá lắp đều đảm bảo chính xác các nguyên công nhƣ : chia độ - tiện thô – tiện tinh, chia độ - khoan lỗ - mở rộng lỗ, đảm bảo tính đối xứng và cân bằng động tối đa của thiết bị phun bi khi quay với tốc độ cao, đáp ứng hai yêu cầu sau : lực cân bằng ở tâm đạt 12 ~ 15 N.mm ( tiêu chuẩn quốc gia 18,6 N.mm ) và gây tiếng ồn ở mức thấp tối thiểu. Đây chính là nơi gây ra tiếng ồn chính của dây chuyền. Các bộ phận của thiết bị phun bi nhƣ : cánh gạt bi, bánh xe chia bi, bộ định hƣớng đều đƣợc ứng dụng công nghệ chế tạo tiên tiến của công ty Thụy Sĩ GF + DISA , vật liệu chế tạo các bộ phận của thiết bị phun bi là vật liệu đúc tinh chịu ma sát có hàm lƣợng Crom cao, cho phép sai số trọng lƣợng của cánh gạt bi ( so với trọng lƣợng thiết kế ) đạt dƣới 2 gram, tuổi thọ sử dụng dài. Công ty có sản xuất 2 loại cánh gạt bi có tuổi thọ 500 giờ và 1000 giờ. d. Hệ thống tuần hoàn bi, phân loại bi Hệ thống tuần hoàn, phân loại bi chủ yếu do hệ thống tuần hoàn bi và thiết bị phân loại làm sạch bi cấu tạo thành. Hai bộ phận này phân loại ra tiếp thành thùng chứa bi , ống trƣợt bi xuống, thiết bị gạt bi kiểu cánh quạt, xoắn ốc hƣớng dọc, xoắn ốc hƣớng ngang, máy nâng kiểu gầu xúc, bộ phận phân loại bi. Trong đó bộ phận hãm cấp bi, xoắn ốc hƣớng dọc, xoắn ốc hƣớng ngang, máy nâng kiểu gầu xúc, bộ phận phân loại đƣợc kết nối với hệ thống điều khiển. Các bƣớc của thiết bị làm việc lien hoàn với nhau, nghĩa là công đoạn sau đƣợc thực hiện kế tiếp công đoạn trƣớc, nhƣ vậy tránh đƣợc trục trặc thiết bị do bi bị tắc. 13
  14. +, Bộ phận phân lọai bi Bộ phận phân lọai bi dùng thiết bị phân loại bỏ mảnh vụn bi ( bị vỡ ) nhiều cấp, lựa chọn bằng gió kết hợp với kiểu lƣới loại bỏ mảnh bi do trọng lƣợng nhẹ và bụi trong vật liệu bi sau khi phun, có thể giữ lại các bi còn dùng đƣợc, đạt hiệu suất phân loại > 99,4 %. Hình 1.7 Bộ phận phân loại bi và xilo Có nghĩa là loại bỏ đƣợc trên 99,4 % lƣợng mảnh vụn bi bị vỡ và giữ lại đƣợc trên 99,4 % lƣợng bi có thể dùng lại. Bộ phận này còn bao gồm các thiết bị chứa bi ( xilo ) và thiết bị kiểm tra lƣợng bi ( cửa kiểm tra mức hạt và công tắc điện tử cho biết mức hạt ). 14
  15. + Bộ phận điều khiển bi Van điều khiển bi bằng khí nén, hành trình điều khiển dựa vào áp lực khí, vị trí điều khiển quyết định lƣợng bi làm việc. Phƣơng pháp này cho phép tránh quá tải động cơ điện và nghẽn tắc thiết bị gạt bi. Ngoài ra, vấn đề quan trọng nhất là van đƣợc kết nối với thiết bị đóng mở buồng phun bi, chỉ cần buồng phun bi không kín thì van điều khiển lƣợng bi luôn đóng, đảm bảo an toàn tối đa cho ngƣời vận hành. Ngƣời vận hành cũng có thể điều chỉnh lƣợng bi phun bằng vít chỉnh trên thiết bị này, cho phép điều chỉnh tức thời tại vị trí thiết bị đang làm việc. Hình 1.8 Đƣờng cấp bi từ xilo xuống các máy bắn bi + Máy nâng và bộ phận vận chuyển bi kiểu xoắn ốc Máy nâng và bộ phận chuyển bi kiểu xoắn ốc chọn dùng thiết bị chuyển vận xoắn ốc và nâng kiểu gầu xúc. Bánh xe chủ động máy nâng dùng kết cấu truyền động tiên tiến để tăng thêm lực ma sát, tránh dây đai bị trƣợt, dây đai dùng loại dây đặc biệt truyền động chuyên dụng có độ cứng cao, 15
  16. chống kéo dãn, tuổi thọ sử dụng dài. Ngoài ra máy nâng còn có những đặc điểm nhƣ gọn nhẹ, bảo dƣỡng, sử chữa thuận tiện. 6 5 1 2 3 4 Hình 1.9 Sơ đồ kết cấu Trong đó : 1 : Băng nâng 2 : Các gầu nâng 3 : Trục cho Pully bên dƣới 4 : Pully phía dƣới 5 : Pully phía trên 6 : Trục dẫn động 16
  17. Trục của bộ phận vận chuyển xoắn ốc chọn dùng ống thép đúc liền bằng thép cacbon chất lƣợng tốt hàn nối với đầu trục tôi mà thành, bề mặt ngoài và kích thƣớc lắp đặt đƣợc gia công sau khi hàn đảm bảo độ đồng trục, do đó tránh đƣợc hiện tƣợng lệch tâm, cánh gạt bi xoắn ốc đƣợc xử lí nhiệt, rồi qua gia công biến dạng mà thành đảm bảo độ chính xác và tính chịu ma sát cao. 6 7 2 5 4 1 3 Hình 1.10 Bộ phận vận chuyển xoắn ốc Trong đó : 1 : Động cơ điện 2 : Vít xoắn 3, 4 : Đai bảo vệ 5,6 : Phớt chặn 7 : Mặt bích để lắp vòng bi + Bi Bi đƣợc sử dụng là sự kết hợp giữa bi thép đƣợc cắt từ dây thép kéo nóng cƣờng độ cao Ф 0.8 ~ 1.2 mm, độ cứng HRC 35 ~ 40 . Các chỉ tiêu kinh tế nhƣ tuổi thọ sử dụng, chi phí tiêu hao xem bảng thống kê dƣới đây : 17
  18. Bảng 1.1 : Bảng thống kê chủng loại bi Bi bằng dây Bi bằng Bi bằng Bi bằng Chủng loại bi thép cƣờng gang trắng gang rèn thép đúc độ cao Độ cứng ( HRC ) 55 ~ 64 35 ~ 40 40 ~ 45 35 ~ 40 Số lần sử dụng 60 870 1570 3410 Tuổi thọ tƣơng đối 1 15 26 57 Tốc độ mài mòn linh 10 ~ 15 1 1 2 ~ 4 kiện tƣơng đối Giá tƣơng đối 1 1,5 ~ 2 2 ~ 2,5 2 ~ 2,5 Các con số ở các mục : tuổi thọ tƣơng đối, tốc độ mài mòn, giá tƣơng đối chỉ là các giá trị so sánh tƣơng đối với nhau ( gấp bao nhiêu lần ). e. Buồng quét sạch Buồng quét sạch chủ yếu phụ trách công việc làm sạch của vật liệu sau khi phun bi trừ gỉ, công việc làm sạch bề mặt vật liệu thép sau khi phun bi trừ gỉ là khá quan trọng, mỗi hãng sản xuất đều có phƣơng pháp riêng của của mình. Dây chuyền này sử dụng phƣơng pháp một cấp quét sạch và một cấp gió thổi nhƣ sau: - Một cấp quét sạch dùng bàn chải lăn có trang bị bàn chải lăn nhựa tổng hợp chịu ma sát, độ cứng cao, tính đàn hồi cao kết hợp với thiết bị thu hồi bi kiểu xoắn ốc và thiết bị điều khiển tự động chiều cao làm việc của nó. Trong đó bộ phận quan trọng là bàn chải bằng nhựa tổng hợp có những ƣu điểm sau : Chọn dùng vật liệu nhựa tổng hợp có tính đàn hồi cao, đƣợc đặt hàng sản xuất riêng, Ф 3mm, độ cứng vừa phải, tính đàn hồi cao, tính chịu ma sát lớn, tuổi thọ sử dụng trên 3 năm. 18
  19. 1 2 4 3 5 Hình 1.11 Buồng quét sạch Trong đó : 1 : Thiết bị nâng hạ bàn chải 2 : Lớp rèm cao su 3 : Thép đã đƣợc phun bi 4 : Bàn chải lăn 5 : Hệ thống con lăn Lông bàn chải cắm chắc chắn, dùng dụng cụ chuyên dụng dập thành từng miếng, trong khi làm việc không có hiện tƣợng rơi thành từng sợi. 19
  20. Bàn chải bằng nhựa tổng hợp đƣợc lắp vào đầu trục đảm bảo độ đồng trục, tính cân bằng động tốt, làm việc ổn định, êm. - Một cấp gió dùng quạt gió cao áp để thổi bi trong buồng quét sạch. f. Hệ thống lọc bụi Hệ thống lọc bụi bao gồm các bộ phận sau : thiết bị lọc bụi, quạt hút, đƣờng ống hút, đƣờng ống nối giữa hệ thống lọc bụi và cụm thiết bị phun bi. Hình 1.12 Quạt hút Hệ thống này dùng thiết bị lọc bụi kiểu túi quay thổi ngƣợc ZC160, hiệu suất lọc bụi cao, hiệu suất trên 99%, loại bỏ khí phế thải < 1200 mg – m3 . Túi lọc bụi dùng loại vải sợi tổng hợp 208 Terilen ( sợi tổng hợp nhập từ Anh Quốc ), sau đó qua công nghệ may công nghiệp chính xác cao mà thành, túi vải sợi có thể tháo ra, làm sạch dễ dàng. 20
  21. Hình 1.13 Hệ thống lọc bụi Trong dây chuyền, bộ phận lọc bụi luôn đƣợc kiểm tra, lấy số đo diều chỉnh sự hoạt động tốt nhất của hệ thống lọc khí. Bộ phận lọc khí mới phải thông thoáng. Để tránh làm hại tới hiệu quả của bộ phận lọc khí và tuổi thọ hoạt động an toàn của chúng, nó đƣợc chạy ở một áp suất thích hợp trong vài giờ đến khi có một lớp bụi mịn trên bề mặt của chúng. Hệ thống này đƣợc trang bị với một số cơ cấu để kiểm tra đƣợc thiết bị lọc bụi một cách thƣờng xuyên hợp lý : Khóa không khí để điều chỉnh không khí thổi trong các ống. Đồng hồ đo áp suất lắp trên khung máy hút bụi. g. Hệ thống điều khiển tự động dây chuyền Toàn bộ dây chuyền chọn dùng hệ thống điều khiển PLC nhập khẩu đồng bộ từ Nhật Bản, cho phép sắp xếp các công việc hoàn toàn tự động. Bàn điều khiển trung tâm có lắp các công tác hành trình tự động, có thể chọn lựa xử lý những chủng loại thép khác nhau, để thích ứng với sự phức tạp của các loại vật liệu thép trong nghành đóng tàu. Tốc độ chuyển động của hệ thống 21
  22. con lăn có thể điều khiển vô cấp, hoặc cũng có thể phối hợp tự động với tốc độ phun bi. Trong bàn điều khiển có bảng hiển thi mô phỏng trạng thái làm việc và trạng thái báo hiệu sự cố của cả dây chuyền. Ở các vị trí làm việc nhƣ hệ thống con lăn vào – ra, buồng phun bi đều có lắp các bảng điều khiển riêng cho phép điều chỉnh ở chế độ cụ thể của từng phân đoạn dây chuyền. Trên các bàn điều khiển riêng có lắp các công tắc riêng khẩn cấp, cho phép vi chỉnh các bộ phận, thiết bị riêng lẻ của dây chuyền. Ở các bộ phận quan trọng của dây chuyền nhƣ cửa vào, cửa kiểm tra buồng phun bi đều có các thiết bị, công tắc an toàn. Trong buồng phun bi, ở phần dƣới đất có lắp các hệ thống đèn tự động tiện cho việc chiếu sáng khi kiểm tra, sửa chữa. 1.2.3. Chỉ tiêu và thông số kĩ thuật chủ yếu Bảng 1.2 : Hạng mục chỉ tiêu Số thứ Hạng mục Chỉ tiêu tự Chiều rộng : < 2000 mm Thép tấm Chiều dày : 5 ~ 40 mm Quy Chiều dài : < 120000 mm cách Nhỏ nhất : L 60 x 8 mm Kích thƣớc nguyên Lớn nhất : L 200 x 1 Thép góc mặt cắt liệu thép 1000mm đƣợc sử Chiều dài : < 12000 mm lý Chiều cao : < 200 mm Thép hình Chiều rộng : < 1000 mm Chiều dài : < 12000 mm Khả năng trung bình của hệ 2 1.5 ~ 2 tấn/ mét thống con lăn 22
  23. Tốc độ hệ thống con lăn vận chuyển : 1 ~ 5 m/ phút 3 Tốc độ Tốc độ sử lý thép tấm : 2 ~ 4 m/phút Tốc độ sử lý thép góc : 2 ~ 4 m/phút Tốc độ sử lý thép hình : 2 ~ 4 m/phút GB 8923 – 88 cấp A – Sa 2.5 4 Chất lƣợng sử lý gỉ ( Tiêu chuẩn Thụy Điển ) Bi thép : Ф 0.8 ~ 1.2 mm ( đƣợc cắt từ 5 Vật liệu phun bi sử dụng dây thép kéo nóng cƣờng độ cao ) Chất lƣợng bề mặt vật liệu 6 Ra 12.5 ~ 50 μm thép < 72 dB cấp A phù hợp với tiêu chuẩn 7 Mức độ tiếng ồn GBJ 87 - 85 < 120 mg/m3 phù hợp với tiêu chuẩn 8 Mức độ bụi, khí thải GBJ 4 - 73 Nồng độ bụi có hại tại nơi 9 Phù hợp tiêu chuẩn TJ 36 - 79 thiết bị vận hành 10 Tổng lƣợng gió 28000 m3/ giờ Tiêu hao Tổng công suất ~ 280 kW 11 năng Tổng lƣợng gió 5000 m3/ giờ lƣợng thổi làm sạch Chiều dài : 35200 mm Chiều rộng : 5500 mm ( không kể các Kích thƣớc bao của toàn bộ 12 thiết bị lọc bụi ) dây chuyền Chiều cao : 7800 mm Chiều sâu ( dƣới nền ) : 2200 mm 13 Tổng khối lƣợng thiết bị ~ 60 tấn 23
  24. Bảng 1.3 : Thông số kĩ thuật chủ yếu Số Tham số kĩ thứ Hạng mục Ghi chú thuật tự Số lƣợng 6 Thiết bị phun Kí hiệu Q 034 bi li tâm Lƣợng phun bi 6x250kg/phút Công suất 6x15 kW Khả năng nâng 1500Kg tấn/ph Thiết bị nâng Tốc độ nâng 75 m/ph gầu xúc Công suất 7.5 kW Khả năng vận Thiết bị vận 1500kg tấn/ph chuyển Cụm chuyển bi Đƣờng kính máy kiểu xoắn ốc 300 mm xoắn ốc phun hƣớng dọc Công suất 5.5 kW 1 bi làm Khả năng vận sạch Thiết bị vận 1500kg tấn/ph chuyển kiểu li chuyển bi Đƣờng kính tâm kiểu xoắn ốc 300 mm xoắn ốc hƣớng ngang Công suất 5.5 kW Thiết bị phân Công suất 5.5 kW li bi Thiết bị chứa Khối lƣợng chứa 6 tấn bi Chiều cao lớn Bên trong Buồng phun 300 mm nhất cửa vào liệu lắp đặt các bi li tâm Chiều rộng lớn 2000 mm tấm bảo 24
  25. nhất cửa vào liệu vệ chế tạo Phƣơng thức Điều tốc biến bằng điều tốc tần vô cấp ZGMn Công suất 4 kW 13Cr Đƣờng kính Thiết bị thu 200 mm xoắn ốc hồi bi Công suất 2.2 kW Thiết Đƣờng kính lăn 700 mm bị quét Bàn chải lăn Công suất 4 kW sạch bi 2 Tổng lƣợng gió trên bề Thiết bị thổi 5000 m3/giờ thổi mặt sạch bằng áp Loại cánh quạt 9-19 No6.3A thép lực gió Công suất 18.5 kW Thiết bị nâng Công suất 2.2 kW hạ Ф120 mm x Hệ Đƣờng kính x cự li con lăn 600 mm thống Có thể Chiều dài con lăn 12000 mm con điều chỉnh 3 Chiều rộng hiệu quả 2100 mm lăn cự li các Tốc độ vận chuyển 1 ~ 5 m/ph đầu trục lăn Độ cao mặt trục 400 mm vào Công suất 4 kW Lƣợng gió 28000 m3/giờ Hệ thống lọc bụi của 4 Kí hiệu ZC 160 cụm máy phun bi Công suất 30 kW Hệ Ф120 mm x Có thể 5 Đƣờng kính x cự li con lăn thống 600 mm điều chỉnh 25
  26. con Chiều dài con lăn 12000 mm cự li các lăn Chiều rộng hiệu quả 2100 mm trục lăn đầu ra Tốc độ vận chuyển 1 ~ 5 m/ph Độ cao mặt trục 400 mm Công suất 4 kW Khối thiết bị điều Hệ khiển tự thống Điều khiển tự động PLC, có trang bị màn hình động PLC điều hiển thị mô phỏng trạng thái làm việc của toàn bộ đƣợc thiết khiển 6 dây chuyền và hệ thống đèn thông báo báo hiệu kế và tự liên tục ( bằng màu sắc ) trạng thái làm việc của nhập khẩu động từng thiết bị trong dây chuyền đồng bộ dây từ hãng chuyền OMRON Nhật Bản + Môi trƣờng làm việc Điện áp nguồn : AC 380V – 3 pha 50 Hz. Lƣợng tiêu hao không khí lén 2 m3/giờ, áp lực không thấp hơn 0.6 Pa. Nhiệt độ trong buồng điều khiển 10 ~ 30 0C. Độ sáng chung ở phân xƣởng không thấp hơn 75 LX, buồng điều khiển không thấp hơn 150L. 26
  27. 1.3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 1.3.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống a, Sơ đồ mạch động lực Hình 1.14 Mạch động lực các động cơ máy gió chính, gió thổi viên,phun bi số 1, 2, 3 27
  28. Hình 1.15 Mạch động lực của các động cơ phun bi số 4, 5, 6, máy phânly, máy nâng, máy vận chuyển ốc xoắn ngang, máy vận chuyển ốc xoắn dọc 28
  29. Hình 1.16 Mạch động lực máy vận chuyển xoắn ốc thu viên, bàn chải lên xuống, lăn tự quay, thiết bị thu viên lên xuống, động cơ điện đo cao lên xuống, đƣờng trục lăn vào quay xuôi ngƣợc 29
  30. Hình 1.17 Mạch động lực và mạch điều khiển 30
  31. b. Sơ đồ mạch điều khiển Hình 1.18 Mạch tín hiệu đầu vào 31
  32. Hình 1.19 Mạch tín hiệu đầu ra 1.3.2. Giới thiệu phần tử 1M : Động cơ máy gió chính ( quạt hút ) 2M : Động cơ máy gió thổi viên 3M : Động cơ máy ném viên số 1 ( động cơ phun bi số 1 ) 32
  33. 4M : Động cơ máy ném viên số 2 ( động cơ phun bi số 2 ) 5M : Động cơ máy ném viên số 3 ( động cơ phun bi số 3 ) 6M : Động cơ máy ném viên số 4 ( động cơ phun bi số 4 ) 7M : Động cơ máy ném viên số 5 ( động cơ phun bi số 5 ) 8M : Động cơ máy ném viên số 6 ( động cơ phun bi số 6 ) 10M : Động cơ máy phân ly 11M : Động cơ máy nâng 12M : Động cơ máy chuyển vận xoắn ốc ngang 13M : Động cơ máy chuyển vận xoắn ốc dọc 14M : Động cơ máy chuyển vận xoắn ốc thu viên 15M : Động cơ bàn chải lăn lên xuống 16M : Động cơ bàn chải lăn tự quay 17M : Động cơ thiết bị thu viên lên xuống 18M : Động cơ điện đo cao 19M : Động cơ trục lăn đƣa vào quay xuôi ngƣợc 20M : Động cơ trục lăn đƣa ra quay xuôi ngƣợc 21M : Động cơ trục lăn giữa quay xuôi ngƣợc. 1YV : Van cấp viên cho động cơ ném viên số 1 2YV : Van cấp viên cho động cơ ném viên số 2 3YV : Van cấp viên cho động cơ ném viên số 3 4YV : Van cấp viên cho động cơ ném viên số 4 5YV : Van cấp viên cho động cơ ném viên số 5 6YV : Van cấp viên cho động cơ ném viên số 6 QV : Máy ống kêu báo động HL10 : Đèn chỉ thị nguồn điện HL11 : Đèn chỉ thị máy gió chính HL12 : Đèn chỉ thị máy phân ly HL13 : Đèn chỉ thị máy nâng 33
  34. HL14 : Đèn chỉ thị máy xoắn ốc hƣớng ngang HL15 : Đèn chỉ thị máy xoắn ốc hƣớng dọc HL16 : Đèn chỉ thị thu viên HL17 : Đèn chỉ thị bàn chải lăn tự quay HL18 : Đèn chỉ thị bằng tay HL19 : Đèn chỉ thị tự động HL20 : Đèn chỉ thị báo động máy phân ly HL21 : Đèn chỉ thị báo động máy nâng HL22 : Đèn chỉ thị báo động máy xoắn ốc ngang HL23 : Đèn chỉ thị báo động máy xoắn ốc dọc HL24 : Đèn chỉ thị báo động máy ong kêu 1TA : Đồng hồ đo dòng điện máy gió chính 2TA : Đồng hồ đo dòng điện máy ném viên số 1 3TA : Đồng hồ đo dòng điện máy ném viên số 2 4TA : Đồng hồ đo dòng điện máy ném viên số 3 5TA : Đồng hồ đo dòng điện máy ném viên số 4 6TA : Đồng hồ đo dòng điện máy ném viên số 5 7TA : Đồng hồ đo dòng điện máy ném viên số 6 1FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ máy gió chính 2FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ máy gió thổi viên 3FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ máy ném viên số 1 4FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ máy ném viên số 2 5FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ máy ném viên số 3 6FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ máy ném viên số 4 7FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ máy ném viên số 5 8FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ máy ném viên số 6 10FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ máy phân ly 11FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ máy nâng 34
  35. 12FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ máy chuyển vận xoắn ốc ngang 13FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ máy chuyển vận xoắn ốc dọc 14FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ máy chuyển vận xoắn ốc thu viên 16FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ bàn chải lăn lên xuống 16FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ bàn chải lăn tự quay 17FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ thiết bị thu viên lên xuống 18FR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải động cơ điện đo cao lên xuống 0QF : Áp tô mát chính cấp nguồn cho các động cơ hoạt động trừ động cơ máy gió chính 1QF : Áp tô mát cấp nguồn cho máy gió chính 2QF : Áp tô mát cấp nguồn cho máy gió thổi viên 3QF : Áp tô mát cấp nguồn cho máy ném viên số 1 4QF : Áp tô mát cấp nguồn cho máy ném viên số 2 5QF : Áp tô mát cấp nguồn cho máy ném viên số 3 6QF : Áp tô mát cấp nguồn cho máy ném viên số 4 7QF : Áp tô mát cấp nguồn cho máy ném viên số 5 8QF : Áp tô mát cấp nguồn cho máy ném viên số 6 10QF : Áp tô mát cấp nguồn cho máy phân ly 11QF : Áp tô mát cấp nguồn cho máy nâng 12QF : Áp tô mát cấp nguồn cho máy chuyển vận xoắn ngang 13QF : Áp tô mát cấp nguồn cho máy chuyển vận xoắn dọc 14QF : Áp tô mát cấp nguồn cho máy chuyển vận xoắn ốc thu viên 15QF : Áp tô mát cấp nguồn cho bàn chải lăn lên xuống 16QF : Áp tô mát cấp nguồn cho bàn chải lăn tự quay 17QF : Áp tô mát cấp nguồn cho thiết bị thu viên lên xuống 18QF : Áp tô mát cấp nguồn cho động cơ điện đo cao 19QF : Áp tô mát cấp nguồn cho trục lăn đƣa vào 20QF : Áp tô mát cấp nguồn cho trục lăn đƣa ra 35
  36. 21QF : Áp tô mát cấp nguồn cho trục lăn giữa 22QF : Áp tô mát cấp nguồn cho van mạch xung trừ bụi 23QF : Áp tô mát cấp nguồn cho nguồn điều khiển số 1 24QF : Áp tô mát cấp nguồn cho nguồn điều khiển số 2 36QF : Áp tô mát cấp nguồn cho hệ thống van cấp viên và máy ong kêu 25QF : Áp tô mát cấp nguồn cho hệ thống PLC P1, P0 : Nguồn điện PLC 2SB : Nút dừng cấp nguồn cho bộ PLC 1SB : Nút khởi động nguồn cho bộ PLC 1SA, 2SA, 3SA, 4SA, : Nút dừng sự cố V1 : Biến áp cấp nguồn cho bộ PLC V2 : Biến áp cấp nguồn điều khiển 1U, 2U, 3U : Các biến tần điều chỉnh tốc độ động cơ trục quay vào ra và giữa 1KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy gió chính 1KY : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy gió chính khởi động sao 1KA : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy gió chính khởi động tam giác 2KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy gió thổi viên 2KY : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy gió thổi viên khởi động sao 2KA : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy gió thổi viên khởi động tam giác 3KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 1 3KY : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 1 khởi động sao 3KA : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 1 khởi động tam giác 4KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 2 4KY : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 2 khởi động sao 4KA : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 2 khởi động tam giác 5KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 3 5KY : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 3 khởi động sao 5KA : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 3 khởi động tam giác 36
  37. 6KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 4 6KY : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 4 khởi động sao 6KA : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 4 khởi động tam giác 7KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 5 7KY : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 5 khởi động sao 7KA : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 5 khởi động tam giác 8KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 6 8KY : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 6 khởi động sao 8KA : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy ném viên số 6 khởi động tam giác 10KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy phân ly 11KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy nâng 12KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy chuyển vận xoắn ngang 13KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy chuyển vận xoắn dọc 14KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ máy chuyển vận xoắn ốc thu viên 15KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ bàn chải lăn lên 15KF : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ bàn chải lăn xuống 16KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ bàn chải lăn tự quay 17KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ thu viên lên 17KF : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ thu viên xuống 18KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ đo cao lên 18KF : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ đo cao xuống 19KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ trục lăn đƣa vào 20KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ trục lăn đƣa ra 21KM : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ trục lăn giữa 2KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 1KMY 3KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 1KMA 4KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 2KMY 5KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 2KMA 37
  38. 6KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 3KMY 7KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 3KMA 8KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 4KMY 9KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 4KMA 10KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 5KMY 11KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 5KMA 12KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 6KMY 13KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 6KMA 14KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 7KMY 15KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 7KMA 16KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 8KMY 17KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 8KMA 18KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 10KM 19KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 11KM 20KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 12KM 21KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 13KM 22KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 14KM 23KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 15KM 24KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 15KF 25KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 16KM 26KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 17KM 27KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 17KMF 28KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 18KM 29KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 18KMF 30KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 19KM 31KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 20KM 32KA : Rơ le trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ 21KM 38
  39. 1.3.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống Để dây chuyền phun hạt mài hoạt động đầu tiên ta phải đóng các áp tô mát từ 0QF đến 36QF để cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống. Sau đó ta gạt công tắc 3SB chọn chế độ điều khiển tự động, tiếp tục đóng các áp tô mát 33QF và 34QF cấp nguồn cho mạch điều khiển, rồi ấn nút 1SB cấp nguồn cho bộ PLC qua rơ le KA nếu các nút dừng sự cố 1SA 4SA không tác động thì đèn chỉ thị nguồn điện HL10 đƣợc bật lên đồng thời các cuộn dây công tắc tơ 39KM, 40KM, 41KM đƣợc cấp điện đóng các tiếp điểm ở mạch động lực cấp nguồn cho các biến tần 1U, 2U, 3U. PLC đƣa ra tín hiệu thông qua rơle 14KA cấp điện cho cuộn dây cho Công tắctơ 1KMY đóng tiếp điểm của chúng cấp điện cho cuộn dây công tắc tơ 1KM∆. Lúc này động cơ máy gió chính 1M đƣợc khởi động ở chế độ Υ sau một khoảng thời gian thì PLC đƣa ra tín hiệu thông qua rơle 3KA ( 2KA ) cấp điện cho cuộn dây công tắc tơ 1KM∆ , động cơ chuyển sang hoạt động ở chế độ ∆ . Đèn HL11 sáng báo động cơ máy gió chính đang hoạt động. PLC đƣa ra tín hiệu thông qua rơle 4KA cấp điện cho cuộn dây cho công tắc tơ 2KMY đóng tiếp điểm của chúng cấp điện cho cuộn dây công tắc tơ 2KM. Lúc này động cơ quạt gió thổi viên 2M đƣợc khởi động ở chế độ Υ sau một khoảng thời gian thì PLC đƣa ra tín hiệu thông qua rơle 5KA ( 4K ) cấp điện cho cuộn dây Công tắc tơ 2KM∆ ,động cơ chuyển sang hoạt động ở chế độ ∆ . Đèn HL12 sáng báo động cơ quạt gió thổi viên đang hoạt động. PLC đƣa ra tín hiệu thông qua rơ le 39KA đóng tiếp điểm của chúng cấp nguồn cho phép biến tần 1U hoạt động điều khiển động cơ trục lăn đƣa vào 19M quay theo chiều thuận. Lúc này vật liệu cần đƣợc làm sạch sẽ đƣợc đƣa vào qua hệ thống con lăn. Sau đó vật liệu đƣợc đƣa vào phòng gia nhiệt . Lúc đó vật liệu chạm vào công tắc hành trình cấp tín hiệu vào cho PLC đƣa ra tín hiệu qua rơ le 18KMZ cấp nguồn cho công tắc tơ 18KM đóng các tiếp điểm ở mạch động lực cấp 39
  40. nguồn cho động cơ 18M hạ hệ thống đo độ cao của vật liệu. PLC đƣa ra tín hiệu thông qua rơ le 15KMZ cấp điện cho công tắc tơ 15KM đóng các tiếp điểm mạch động lực cấp nguồn cho động cơ 15M hạ con lăn bàn chải xuống. Khi vật liệu đƣợc đƣa vào đầu buồng phun bi, cảm biến đầu buồng phun tác động đƣa tín hiệu điều khiển đầu vào PLC, PLC gửi tín hiệu đầu ra tới rơ le 40KA đóng tiếp điểm của chúng cấp nguồn cho phép biến tần 2U hoạt động và điều khiển động cơ trục lăn giữa 21M quay theo chiều thuận. PLC đƣa ra tín hiệu thông qua rơle 19KA lúc đó cuộn dây 11KM có điện đóng tiếp điểm thƣờng mở của chúng ở mạch động lực cấp điện cho động cơ nâng gầu bi 11M hoạt động . Đèn HL14 sáng báo động cơ nâng gầu bi đang hoạt động. PLC đƣa ra tín hiệu thông qua rơ le 20KA lúc đó cuộn dây 12KM có điện đóng tiếp điểm thƣờng mở của chúng ở mạch động lực cấp điện cho động cơ 12M thu bi theo chiều ngang . Đèn HL15 sáng báo báo động cơ theo chiều ngang đang hoạt động. PLC đƣa ra tín hiệu thông qua rơ le 21KA lúc đó cuộn dây 13KM có điện đóng tiếp điểm thƣờng mở của chúng ở mạch động lực cấp điện cho động cơ 13M thu bi theo chiều dọc . Đèn HL16 sáng báo báo động cơ thu bi theo chiều dọc đang hoạt động. PLC đƣa tín hiệu ra thông qua rơ le 7KA cấp nguồn cho cuộn dây công tắc tơ 3KMY, 3KM đóng tiếp điểm thƣờng mở của chúng ở mạch động lực cấp nguồn cho động cơ 3M động cơ máy ném viên số 1 khởi động ở chế độ sao, sau 1 khoảng thời gian trễ đặt trƣớc PLC đƣa tín hiệu ra tới rơ le 6KA cấp nguồn cho công tắc tơ 3KMA đồng thời ngắt cấp điện cho công tắc tơ 3KMY động cơ 3M hoạt động ở chế độ tam giác. Tƣơng tự PLC đồng thời đƣa tín hiệu điều khiển các động cơ máy ném viên số 2, 3, 4, 5, 6 ( 4M, 5M, 6M, 7M, 8M ) khởi động ở chế độ sao và hoạt động bình thƣờng ở chế độ tam giác thông qua hệ thống rơ le công tắc tơ. 40
  41. Đồng thời PLC đƣa tín hiệu ra thông qua các rơ le 3KW, 4KW, 5KW, 6KW, 7KW, 8KW cấp nguồn cho các van cấp bi 1YV, 2YV, 3YV, 4YV, 5YV, 6YV mở cấp bi cho các máy ném bi số 1, 2, 3, 4, 5, 6. Sau khi vật liệu đƣợc con lăn vận chuyển đƣa ra khỏi buồng phun bi thì các cảm biến mất tín hiệu PLC sẽ cắt nguồn để đóng các van cấp bi và các máy ném bi sẽ dừng lại. Đồng thời PLC đƣa tín hiệu ra điều khiển đóng công tắc tơ 16KM cấp điện cho động cơ bàn chải lăn hoạt động làm sạch bề mặt vật liệu sau khi đã đƣợc phun bi và đèn HL18 sáng báo hiệu động cơ bàn chải lăn đang hoạt động. PLC đƣa tín hiệu ra cho phép biến tần 3U hoạt động điều khiển động cơ trục lăn ra quay theo chiều thuận để đƣa vật liệu sau khi đã đƣợc làm sạch ra ngoài. 1.3.4. Các bảo vệ chính của hệ thống + Bảo vệ quạt gió : Bảo vệ quạt gió chính, quạt gió thổi viên bằng các rơ le nhiệt 1FR, 2FR. Khi quạt gió bị quá tải thì rơ le nhiệt tác động mở tiếp điểm 1FR, 2FR làm mất điện các công tắc tơ 1KM, 1KMY, 1KM∆, 2KM, 2KMY, 2KM∆, mở tiếp điểm của chúng ở mạch động lực ngắt nguồn cấp cho đông cơ 1M, 2M. + Bảo vệ quá tải động cơ ném bi : Các động cơ ném bi 3M, 4M , 8M đƣợc bảo vệ quá tải bằng các rơ le nhiệt 3FR, 4FR , 8FR . Khi động cơ ném bi bị quá tải thì các rơ le này mở tiếp điểm của chúng ở mạch điều khiển làm mất điện công tắc tơ 4KM, 5KM , 8KM mở tiếp điểm của chúng ở mạch động lực cắt điện các động cơ , và khi đó thì PLC cũng đƣa ra tín hiệu máy ống kêu hoạt động để báo hiệu. + Bảo vệ quá tải, ngắn mạch động cơ phân ly 10M bằng rơ le nhiệt 10FR và áp tô mát 10QF. + Bảo vệ quá tải, ngắn mạch động cơ nâng 11M bằng rơ le nhiệt 11FR và áp tô mát 11QF. 41
  42. + Bảo vệ quá tải, ngắn mạch động cơ máy vận chuyển xoắn ốc ngang 12M bằng rơ le nhiệt 12FR và áp tô mát 12QF. + Bảo vệ quá tải, ngắn mạch động cơ máy vận chuyển xoắn ốc dọc 13M bằng rơ le nhiệt 13FR và áp tô mát 13QF. + Bảo vệ quá tải, ngắn mạch động cơ con lăn chải tự quay 16M bằng rơ le nhiệt 16FR và áp tô mát 16QF. + Bảo vệ quá tải, ngắn mạch động cơ chuyển vận xoắn ốc thu viên 14M bằng rơ le nhiệt 14FR và áp tô mát 14QF. + Bảo vệ quá tải, ngắn mạch động cơ bàn chải lăn lên xuống 15M bằng rơ le nhiệt 15FR và áp tô mát 15QF. + Bảo vệ quá tải, ngắn mạch động cơ thiết bị thu viên 17M bằng rơ le nhiệt 17FR và áp tô mát 17QF. + Bảo vệ quá tải, ngắn mạch động cơ đo cao 18M bằng rơ le nhiệt 18FR và áp tô mát 18QF. + Bảo vệ động cơ nâng đo cao 18M nâng quá tầm hoặc hạ qúa tầm bằng hạn vị từ khi đó cuộn dây phanh mất điện và động cơ 18M bị hãm . + Bảo vệ động cơ nâng hạ con lăn chải 15M quá tầm với bằng hạn vị từ khi đó cuộn dây phanh mất điện động cơ 15M bị hãm. + Cầu chì 270F bảo vệ ngắn mạch cho mạch nguồn PLC. + Cầu chì 260F bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển rơ le công tắc tơ. . 42
  43. CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ THIẾT BỊ LẬP TRÌNH PLC VÀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH S7 - 300 2.1. GIỚI THIỆU VỀ S7 – 300 : PLC là chữ viết tắt của Programmable Logic Control, là thiết bị điều khiển logic lập trình đƣợc, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Nhƣ vậy, với chƣơng trình điều khiển trong mình, PLC trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trƣờng xung quanh( với các PLC khác hoặc với máy tính ). Toàn bộ chƣơng trình điều khiển đƣợc lƣu nhớ trong bộ nhớ của PLC dƣới dạng các khối chƣơng trình và đƣợc thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng quét. Để có thể thực hiện đƣợc một chƣơng trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có tính năng nhƣ một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ để lƣu chƣơng trình điều khiển, dữ liệu và tất nhiên phải có cổng vào/ra để giao tiếp đƣợc với đối tƣợng điều khiển và để trao đổi với môi trƣờng xung quanh. Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, PLC cần phải có các khối chức năng đặc biệt khác nhƣ bộ đếm (Counter), Bộ thời gian (Timer) và những khối hàm chuyên dụng 2.1.1 Các module của PLC S7-300: Thông thƣờng, để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mà ở đó phần lớn các đối tƣợng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng nhƣ chủng loại tín hiệu vào/ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC đƣợc thiết kế không bị cứng hoá về cấu hình. Chúng đƣợc chia nhỏ thành các module. Số các số module đƣợc sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng bài toán, song tối thiểu bao giờ cũng phải có một module chính là module CPU. Các module 43
  44. còn lại là các module nhận/truyền tín hiệu với đối tƣợng điều khiển, các module chức năng chuyên dụng nhƣ PID, điều khiển động cơ. Chúng đƣợc gọi chung là module mở rộng. Tất cả các module đƣợc gá trên thanh ray (Rack). Module CPU Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm cổng truyền thông (RS485) và có thể có một vài cổng vào ra số. Các cổng vào ra số có trên module CPU đƣợc gọi là cổng vào ra onboard Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại module CPU khác nhau. Nói chung chúng đƣợc đặt tên theo bộ xử lý có trong nó nhƣ module CPU312, module CPU314, module CPU315 Những module cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý, nhƣng khác nhau về cổng vào/ra onboard cũng nhƣ các khối làm việc đặc biệt đƣợc tích hợp sẵn trong thƣ viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng cổng vào/ra onboard này sẽ đƣợc phân biệt với nhau trong tên gọi bằng thêm cụm chữ cái IFM. Ngoài ra còn có các loại module CPU với hai loại cổng truyền thông, trong đó cổng truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán. Tất nhiên kèm theo cổng truyền thông thứ hai này là những phần mềm thông dụng thích hợp cũng đã đƣợc cài sẵn trong hệ điều hành. Các loại module CPU đƣợc phân biệt với những module CPU khác bằng thêm cụm từ DP trong tên gọi 2.1.2 Vòng quét chƣơng trình : PLC thực hiện chƣơng trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp đƣợc gọi là vòng quét . Mỗi vòng quét đƣợc bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chƣơng trình. Trong từng vòng quét, chƣơng trình đƣợc thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1 (Block End). Sau giai đoạn thực 44
  45. hiện chƣơng trình là giai đoạn thực chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số. Vòng quét đƣợc kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi Hình 2.1. Vòng quét chƣơng trình Chú ý rằng bộ đệm I và Q không liên quan đến cổng vào/ra tƣơng tự nên các lệnh truy cập cổng tƣơng tự đƣợc thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông qua bộ đếm. Thời gian cần thiết để PLC thực hiện một vòng quét gọi là thời gian vòng quét . Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòng quét nào cũng đƣợc thực hiện trong một khoảng thời gian nhƣ nhau. Có vòng quét đƣợc thực hiện lâu, có vòng quét đƣợc thực hiện nhanh tuỳ thuộc vào số lệnh trong chƣơng trình đƣợc thực hiện, vào số lƣợng dữ liệu đƣợc truyền thông trong vòng quét đó. Nhƣ vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tƣợng để xử lý, tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển tới đối tƣợng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét. Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời 45
  46. gian thực của chƣơng trình điều khiển trong PLC . Thời gian vòng quét càng ngắn, tính thời gian thực hiện chƣơng trình càng cao. Nếu sử dụng các khối chƣơng trình đặc biệt có chế độ ngắt, ví dụ nhƣ khối OB40,OB80, chƣơng trình của các khối đó sẽ đƣợc thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng chủng loại. Các khối chƣơng trình này có thể đƣợc thực hiện tại mọi điểm trong vòng quét chứ không bị gò ép là phải ở trong giai đoạn thực hiện chƣơng trình. Chẳng hạn nếu một tín hiệu báo ngắt xuất hiện khi PLC đang ở giai đoạn truyền thông và kiểm tra nội bộ, PLC sẽ tạm dừng công việc truyền thông, kiểm tra, để thực hiện khối chƣơng trình tƣơng ứng với tín hiệu báo ngắt đó. Với hình thức xử lý tín hiệu ngắt nhƣ vậy, thời gian vòng quét càng lớn khi càng có nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện trong vòng quét. Do đó, để nâng cao tính thời gian thực cho chƣơng trình điều khiển, tuyệt đối không đƣợc viết chƣơng trình xử lý ngắt quá dài hoặc quá lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt trong chƣơng trình điều khiển. Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thƣờng lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 3 do hệ điều hành CPU quản lý. Ở một số module CPU, khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức, hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chƣơng trình ngắt, để thực hiện lệnh trực tiếp với cổng vào/ra. 2.1.3 Cấu trúc chƣơng trình: Chƣơng trình cho S7-300 đƣợc lƣu trong bộ nhớ của PLC ở vùng dành riêng cho chƣơng trình và có thể đƣợc lập với hai dạng cấu trúc khác nhau: + Lập trình tuyến tính: Toàn bộ chƣơng trình điều khiển nằm trong một khối trong bộ nhớ. Loại hình cấu trúc tuyến tính này phù hợp những với bài toán tự động nhỏ, không phức tạp. Khối đƣợc chọn phải là khối OB1, là khối 46
  47. mà PLC luôn quét và thực hiện các lệnh trong nó thƣờng xuyên, từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng và quay lại lệnh đầu tiên Lệnh 1 Lệnh 2 OB1 Lệnh cuối cùng Hình 2.2 Vòng quét + Lập trình có cấu trúc: Chƣơng trình đƣợc chia thành những phần nhỏ với từng nhiệm vụ riêng và những phần này nằm trong những khối chƣơng trình khác nhau. Loại hình cấu trúc này phù hợp với những bài toán điều khiển nhiệm vụ và phức tạp. Mỗi khi xuất hiện một tín hiệu báo ngắt hệ thống sẽ tạm dừng công việc đang thực hiện lại, chẳng hạn tạm dừng việc thực hiện chƣơng trình trong OB1, và chuyển sang thực hiện chƣơng trình xử lý trong ngắt trong các khối OB tƣơng ứng. Ví dụ khi đang thực hiện OB1 mà xuất hiện tín hiệu ngắt báo sự cố truyền thông, hệ thống sẽ tạm dừng việc thực hiện OB1 lại để gọi và thực hiện chƣơng trình trong khối OB87. Chỉ sau khi đã thực hiện xong chƣơng trình trong OB87, hệ thống sẽ quay trở về tiếp tục phần chƣơng trình còn lại trong OB1. DB DB FB FC SFB OB Organization Block DB DB FB FB SFC Hình 2.3. Cấu trúc một chƣơng trình (có cấu trúc) 47
  48. OB = Organization Block FC = Function FB = Function Block SFB = System Function Block SFC = System Function SDB = System Data Block DB = Data Block Khác với kiểu lập trình tuyến tính, kỹ thuật lập trình có cấu trúc (structure programming) là phƣơng pháp lập trình mà ở đó toàn bộ chƣơng trình điều khiển đƣợc chia nhỏ thành các khối FC hay FB mang một nhiệm vụ cụ thể riêng và đƣợc quản lý chung từ những khối OB Kiểu lập trình này rất phù hợp cho bài toán điều khiển phức tạp, nhiều nhiệm vụ cũng nhƣ cho việc sửa chữa, gỡ rối sau này. 2.1.4 Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng: Trong trạm PLC luôn có sự trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng thông qua bus nội bộ. Ngay tại đầu vòng quét, các dữ kiện tại cổng vào của các module số (DI) đã đƣợc CPU chuyển tới bộ đệm vào số. Cuối mỗi vòng quét nội dung của bộ đệm ra số lại đƣợc CPU chuyển đến cổng ra của các module ra số (DO). Việc thay đổi nội dung hai bộ đệm này đƣợc thực hiện bởi chƣơng trình ứng dụng. Điều này cho thấy nếu trong chƣơng trình ứng dụng có nhiều lệnh đọc giá trị cổng vào số thì cho dù giá trị logic thực có của cổng vào này có thể đã bị thay đổi trong quá trình thực hiện vòng quét, chƣơng trình sẽ vẫn luôn đọc đƣợc cùng một giá trị từ I và giá đó chính là giá trị của cổng vào có tại thời điểm đầu vòng quét. Cũng nhƣ vậy , nếu chƣơng trình ứng dụng nhiều lần thay đổi giá trị cho một cổng ra số thì do nó chỉ thay đổi cuối cùng mới thực hiện đƣợc đƣa tới cổng ra vật lý của module DO. 48
  49. Khác hẳn với việc đọc /ghi cổng số, việc truy nhập cổng vào/ra tƣơng tự lại đƣợc CPU thực hiện trực tiếp với module mở rộng (AI/AO). Nhƣ vậy mỗi lệnh đọc giá trị từ địa chỉ thuộc vùng PI sẽ thu đƣợc một giá trị đúng bằng giá trị thực có ở cổng tại thời điểm thực hiện lệnh. Tƣơng tự khi thực hiện lệnh gửi một giá trị (số nguyên 16 bit) tới địa chỉ của vùng PQ, giá trị đó sẽ đƣợc gửi ngay tới cổng ra tƣơng tự của module Tuy nhiên miền địa chỉ PI và PQ lại đƣợc cung cấp nhiều hơn là số các cổng vào ra tƣơng tự của một trạm. Chẳng hạn, thực chất các cổng vào tƣơng tự chỉ có thể có là từ địa chỉ PIB256 đến địa chỉ PIB767 nhƣng miền địa chỉ của PI và PQ lại từ 0 đến 65535. Điều này tạo ra khả năng kết nối các cổng vào/ra số với những địa chỉ dôi ra đó trong PI/PQ giúp chƣơng trình ứng dụng có thể truy nhập trực tiếp các module DI/DO mở rộng để có đƣợc giá trị tức thời tại cổng mà không thông qua bộ đệm I và Q. 2.1.5. Giới thiệu về ngôn ngữ lập trình PLC: Các loại PLC nói chung thƣờng có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ các đối tƣợng sử dụng khác nhau. PLC S7-300 có ba ngôn ngữ lập trình cơ bản. Đó là: - Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL (Statement lits). Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thƣờng của máy tính. Một chƣơng trình đƣợc ghép bởi nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều có cấu trúc chung “tên lệnh” + “toán hạng”. - Ngôn ngữ “hình thang”, ký hiệu là LAD (Ladder logic). Đây chính là dạng ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những ngƣời quen thiết kế mạch điều khiển logic. - Ngôn ngữ “hình khối”, ký hiệu FBD (Function block diagram). Đây cũng là kiểu ngôn ngữ đồ hoạ dành cho những ngƣời có thói quen thiết kế mạch điều khiển số. 49
  50. Một chƣơng trình viết trên LAD hoặc FBD có thể chuyển sang đƣợc dạng STL, nhƣng ngƣợc lại thì không. Trong STL có nhiều lệnh không có trong LAD hay FBD. STL LAD FBD Hình 2.4 Các ngôn ngữ lập trình a. Trình tự chung của việc viết chƣơng trình điều khiển: Để viết chƣơng trình (lập trình) điều khiển cho hệ thống sử dụng bộ điều khiển PLC cần theo các bƣớc sau: b. Xác định chức năng của hệ thống điều khiển: Đầu tiên chúng ta phải quyết định thiết bị hoặc hệ thống nào mà chúng ta muốn điều khiển một hay nhiều phần tử thực hiện của đối tƣợng. Để xác định chức năng của hệ thống điều khiển chúng ta cần xác định thứ tự hoạt động thông qua việc mô tả bằng lƣu đồ. c. Xác định các đầu vào và đầu ra: Tất cả các thiết bị đầu vào và đầu ra bên ngoài đƣợc nối với bộ điều khiển đƣợc lập trình hoá phải đƣợc xác định. Những thiết bị đầu vào là những chuyển mạch, cảm biến, nút ấn, tay điều khiển .Những thiết bị đầu ra là những thiết bị nhƣ van điện từ, các đèn chỉ báo, chuông Sau việc nhận dạng các thiết bị chủng loại đầu vào và đầu ra đó, chúng ta tiến hành lựa chọn cấu hình PLC và các khối mở rộng một cách phù hợp. Gán đầu vào (INPUT) và đầu ra (OUTPUT) tƣơng ứng với PLC đã chọn. 50
  51. d. Quan hệ vào/ra và việc đơn giản hàm chức năng: Từ lƣu đồ hoạt động, ta tiến hành xây dựng mạch logic điều khiển theo quan hệ đầu vào/ra. Viết hàm chức năng từ mạch logic, sau đó có thể thực hiện đơn giản hoá hàm trong trƣờng hợp có thể. e. Viết chƣơng trình: + Ngôn ngữ lập trình - Phƣơng pháp hình thang (LAD). - Phƣơng pháp danh sách lệnh (STL). - Phƣơng pháp sơ đồ khối (FBD). + Các lệnh cơ bản - Nhóm lệnh logic tiếp điểm. - Lệnh đọc, ghi và đảo vị trí bytes trong thanh ghi ACCU. - Các lệnh logic thực hiện trên thanh ghi ACCU. - Nhóm lệnh tăng giảm nội dung thanh ghi ACCU. - Nhóm lệnh dịch chuyển nội dung thanh ghi ACCU. - Nhóm lệnh so sánh số nguyên 16 bits. - Nhóm lệnh so sánh số nguyên 32 bits. - Nhóm lệnh so sánh số thực 32 bits. + Các lệnh toán học - Nhóm lệnh làm việc với số nguyên 16 bits. - Nhóm lệnh làm việc với số nguyên 32 bits. - Nhóm lệnh làm việc với số thực. + Các lệnh logic tiếp điểm trên thanh ghi trạng thái - Lệnh AND trên thanh ghi trạng thái. - Lệnh OR trên thanh ghi trạng thái. - Lệnh EXCLUSIVE OR trên thanh ghi trạng thái. + Các lệnh đổi kiểu dữ liệu. - Chuyển đổi số BCD thành số nguyên và ngƣợc lai. 51
  52. - Chuyển đổi số nguyên 16 bits thành số nguyên 32 bits. - Chuyển đổi số nguyên 32 bits thành số thực. - Chuyển đổi số thực thành số nguyên 32 bits. + Các lệnh điều khiển chƣơng trình. - Nhóm lệnh kết thúc chƣơng trình. - Nhóm lệnh rẽ nhánh theo bit trạng thái. - Lệnh xoay vòng. - Lệnh rẽ nhánh theo danh mục. Ngoài ra thì còn có các bộ đếm(counter), bộ thời gian(timer) và các khối dữ liệu đặc biệt f. Nạp chƣơng trình vào bộ nhớ: Ta truy nhập chƣơng trình đã đƣợc soạn thảo vào trong bộ nhớ thông qua máy tính với sự trợ giúp của phần mềm đi kèm theo thiết bị. g. Xác định địa chỉ cho module mở rộng: Tuỳ vào vị trí lắp đặt của module mở rộng trên những thanh RACK mà các module có những địa chỉ khác nhau. 2 hình dƣới đây trình bày qui tắc xác định địa chỉ đó. 52
  53. Hình 2.5 Quy tắc xác định địa chỉ cho các module tƣơng tự Hình 2.6 Quy tắc xác định địa chỉ cho các module số 53
  54. CHƢƠNG 3: ĐI SÂU CẢI HOÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG PLC S7 – 300 CỦA SIEMEN 3.1. CHỌN CẤU HÌNH PLC VÀ LẬP BẢNG LIỆT KÊ TÍN HIỆU VÀO RA Từ nguyên lý hoạt động và các phần tử của hệ thống đƣợc giới thiệu ở chƣơng hai ta có 50 tín hiệu đầu vào và 71 tín hiệu đầu ra từ đó ta có thể chọn hệ điều khiển là một bộ PLC của hãng SIEMEMS gồm các module : - Module nguồn PS 307 5A - Module CPU 315 – 2DP. - Module mở rộng SM DI/DO16 x 24V. Từ đó ta có thể lập ra bảng tín hiệu vào ra nhƣ sau: Bảng 3.1 : Đầu vào PLC STT Ký hiệu Địa chỉ Ghi chú 1 Start I0.0 2 Stop I0.1 3 3SB I0.2 Nút ấn tự động 4 4SB I0.3 Nút ấn mở động cơ quạt hút 1M 5 5SB I0.4 Nút ấn ngắt động cơ quạt hút 1M 6 6SB I0.5 Nút ấn mở động cơ thổi bi 2M 7 7SB I0.6 Nút ấn ngắt động cơ thổi bi 2M 8 1FR I0.7 Tiếp điểm của rơle nhiệt 1FR bảo vệ qúa tải 54
  55. động cơ trừ bụi 1M Tiếp điểm của rơle nhiệt 2FR bảo vệ qúa tải 9 2FR I1.0 động cơ thổi bi 2M Nút ấn mở động cơ con lăn đầu vào 19M 10 8SB I1.1 quay thuận Nút ấn mở động cơ con lăn đầu vào 19M 11 9SB I1.2 quay ngƣợc Nút ấn ngừng động cơ con lăn đầu vào 12 10SB I1.3 19M Nút ấn mở động cơ con lăn phòng phun bi 13 11SB I1.4 20M quay thuận Nút ấn mở động cơ con lăn phòng phun bi 14 12SB I1.5 20M quay ngƣợc Nút ấn ngắt động cơ con lăn phòng phun bi 15 13SB I1.6 20M Nút ấn mở động cơ con lăn đầu ra 21M 16 14SB I1.7 quay thuận Nút ấn mở động cơ con lăn đầu ra 21M 17 15SB I2.0 quay ngƣợc 18 16SB I2.1 Nút ấn ngắt động cơ con lăn đầu ra 21M Tiếp điểm của cảm biến kiểm tra tôn trên 19 L5 I2.2 đƣờng con lăn cấp hàng Tiếp điểm của cảm biến giới hạn trên của 20 L6 I2.3 động cơ nâng đo cao 18M Tiếp điểm của cảm biến đầu buồng làm 21 L7 I2.4 sạch 22 17SB I2.5 Nút ấn hạ động cơ đo cao 18M 23 18SB I2.6 Nút ấn nâng động cơ đo cao 18M 24 19SB I2.7 Nút ấn hạ động cơ chổi quét 15M 25 20SB I3.0 Nút ấn nâng động cơ chổi quét 15M Nút ấn mở động cơ bàn chải lăn tự quay 26 21SB I3.1 16M 27 23SB I3.2 Nút ấn dừng động cơ phân ly 10M 28 24SB I3.3 Nút ấn khởi động động cơ máy nâng 11M 29 25SB I3.4 Nút ấn dừng động cơ máy nâng 11M Nút ấn khởi động động cơ máy chuyển vận 30 26SB I3.5 xoắn ốc ngang 12M Nút ấn dừng động cơ máy chuyển vận xoắn 31 27SB I3.6 ốc ngang 12M Nút ấn khởi động động cơ máy chuyển vận 32 28SB I3.7 xoắn ốc dọc 13M 55
  56. Nút ấn dừng động cơ máy chuyển vận xoắn 33 29SB I4.0 ốc dọc 13M Nút ấn khởi động động cơ máy chuyển vận 34 30SB I4.1 xoắn ốc thu viên 14M Nút ấn dừng động cơ máy chuyển vận xoắn 35 31SB I4.2 ốc thu viên 14M Tiếp điểm của rơle nhiệt 3FR bảo vệ qúa tải 36 3FR I4.3 động cơ ném viên số 1 3M Tiếp điểm của rơle nhiệt 4FR bảo vệ qúa tải 37 4FR I4.4 động cơ ném viên số 2 4M Tiếp điểm của rơle nhiệt 5FR bảo vệ qúa tải 38 5FR I4.5 động cơ ném viên số 3 5M Tiếp điểm của rơle nhiệt 6FR bảo vệ qúa tải 39 6FR I4.6 động cơ ném viên số 4 6M Tiếp điểm của rơle nhiệt 7FR bảo vệ qúa tải 40 7FR I4.7 động cơ ném viên số 5 7M Tiếp điểm của rơle nhiệt 6FR bảo vệ qúa tải 41 8FR I5.0 động cơ ném viên số 6 8M Tiếp điểm của rơle nhiệt 10FR bảo vệ qúa 42 10FR I5.1 tải động cơ máy phân ly 10M Tiếp điểm của rơle nhiệt 11FR bảo vệ qúa 43 11FR I5.2 tải động cơ máy nâng 11M Tiếp điểm của rơle nhiệt 12FR bảo vệ qúa 44 12FR I5.3 tải động cơ máy chuyển vận xoắn ốc ngang 12M Tiếp điểm của rơle nhiệt 13FR bảo vệ qúa 45 13FR I5.4 tải động cơ máy chuyển vận xoắn ốc dọc 13M Tiếp điểm của rơle nhiệt 14FR bảo vệ qúa 46 14FR I5.5 tải động cơ máy chuyển vận xoắn ốc thu viên 14M Tiếp điểm của rơle nhiệt 15FR bảo vệ qúa 47 15FR I5.6 tải động cơ bàn chải lăn lên xuống 15M Tiếp điểm của rơle nhiệt 16FR bảo vệ qúa 48 16FR I5.7 tải động cơ bàn chải lăn tự quay 16M Tiếp điểm của rơle nhiệt 17FR bảo vệ qúa 49 17FR I6.0 tải thiết bị thu viên lên xuống 17M Tiếp điểm của rơle nhiệt 18FR bảo vệ qúa 50 18FR I6.1 tải động cơ đo cao 18M 56
  57. Bảng 3.2 : Đầu ra PLC Địa STT Ký hiệu Ghi chú chỉ 1 HL10 Q0.0 Đèn HL10 báo hệ thống đang hoạt động 2 1KA Q0.1 Rơ le cấp nguồn cho điều khiển tự động 3 2KA Q0.2 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 1KMY 4 3KA Q0.3 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 1KM∆ 5 4KA Q0.4 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 2KMY 6 5KA Q0.5 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 2KM∆ 7 6KA Q0.6 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 3KMY 8 7KA Q0.7 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 3KM∆ 9 8KA Q1.0 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 4KMY 10 9KA Q1.1 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 4KM∆ 11 10KA Q1.2 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 5KMY 12 11KA Q1.3 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 5KM∆ 13 12KA Q1.4 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 6KMY 14 13KA Q1.5 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 6KM∆ 15 14KA Q1.6 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 7KMY 16 15KA Q1.7 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 7KM∆ 17 16KA Q2.0 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 8KMY 18 17KA Q2.1 Rơ le cấp nguồn cho công tắc tơ 8KM∆ 19 18KA Q2.2 Rơ le điều khiển động cơ phân ly 20 19KA Q2.3 Rơ le điều khiển động cơ máy nâng 21 20KA Q2.4 Rơ le điều khiển động cơ xoắn ốc hƣớng ngang 22 21KA Q2.5 Rơ le điều khiển động cơ xoắn ốc hƣớng dọc 23 22KA Q2.6 Rơ le điều khiển động cơ trục lăn đƣa vào quay xuôi 24 23KA Q2.7 Rơ le điều khiển động cơ trục lăn đƣa vào quay ngƣợc 25 24KA Q3.0 Rơ le điều khiển động cơ trục lăn đƣa ra quay xuôi 26 25KA Q3.1 Rơ le điều khiển động cơ trục lăn đƣa ra quay ngƣợc 27 26KA Q3.2 Rơ le điều khiển động cơ trục lăn giữa quay xuôi 28 27KA Q3.3 Rơ le điều khiển động cơ trục lăn giữa quay ngƣợc 29 28KA Q3.4 Rơ le cấp nguồn cho van cấp viên YV1, YV2 30 29KA Q3.5 Rơ le cấp nguồn cho van cấp viên YV3, YV4 31 30KA Q3.6 Rơ le cấp nguồn cho van cấp viên YV5, YV6 32 31KA Q3.7 Rơ le điều khiển động cơ xoắn ốc thu viên vận chuyển 33 32KA Q4.0 Rơ le điều khiển động cơ bàn chải lăn tự quay 57
  58. 34 33KA Q4.1 Rơ le điều khiển động cơ bàn chải lăn lên 35 34KA Q4.2 Rơ le điều khiển động cơ bàn chải lăn xuống 36 35KA Q4.3 Rơ le điều khiển động cơ thiết bị thu viên lên 37 36KA Q4.4 Rơ le điều khiển động cơ thiết bị thu viên xuống 38 37KA Q4.5 Rơ le điều khiển động cơ đo cao lên 39 38KA Q4.6 Rơ le điều khiển động cơ đo cao xuống 40 HL9 Q4.7 Đèn chỉ thị tự động 41 HL11 Q5.0 Đèn chỉ thị báo động phân ly 42 HL12 Q5.1 Đèn chỉ thị báo động máy nâng 43 HL13 Q5.2 Đèn chỉ thị báo động xoắn ốc ngang 44 HL14 Q5.3 Đèn chỉ thị báo động xoắn ốc dọc 45 HL15 Q5.4 Đèn chỉ thị báo động bàn chải lăn tự quay 46 HL16 Q5.5 Đèn chỉ thị báo động máy gió chính 47 HL17 Q5.6 Đèn chỉ thị báo động máy gió thổi viên 48 HL18 Q5.7 Đèn chỉ thị báo động máy ném viên 1 49 HL19 Q6.0 Đèn chỉ thị báo động máy ném viên 2 50 HL20 Q6.1 Đèn chỉ thị báo động máy ném viên 3 51 HL21 Q6.2 Đèn chỉ thị báo động máy ném viên 4 52 HL22 Q6.3 Đèn chỉ thị báo động máy ném viên 5 53 HL23 Q6.4 Đèn chỉ thị báo động máy ném viên 6 54 HL24 Q6.5 Máy ong kêu 55 HL25 Q6.6 Đèn chỉ thị phân ly 56 HL26 Q6.7 Đèn chỉ thị máy nâng 57 HL27 Q7.0 Đèn chỉ thị xoắn ốc ngang 58 HL28 Q7.1 Đèn chỉ thị xoắn ốc dọc 59 HL29 Q7.2 Đèn chỉ thị bàn chải lăn tự quay 60 HL30 Q7.3 Đèn chỉ thị máy gió chính 61 HL31 Q7.4 Đèn chỉ thị máy gió thổi viên 62 HL32 Q7.5 Đèn chỉ thị máy ném viên 1 63 HL33 Q7.6 Đèn chỉ thị máy ném viên 2 64 HL34 Q7.7 Đèn chỉ thị máy ném viên 3 65 HL35 Q8.0 Đèn chỉ thị máy ném viên 4 66 HL36 Q8.1 Đèn chỉ thị máy ném viên 5 67 HL37 Q8.2 Đèn chỉ thị máy ném viên 6 68 HL38 Q8.3 Đèn chỉ thị động cơ đo cao 69 HL39 Q8.4 Đèn chỉ thị trục lăn đƣa vào 70 HL40 Q8.5 Đèn chỉ thị trục lăn đƣa ra 71 HL41 Q8.6 Đèn chỉ thị trục lăn giữa 58
  59. 3.2. GÁN ĐỊA CHỈ CHO TỪNG MODULE Từ bảng khai báo tín hiệu đầu vào ra trên ta có thể gán địa chỉ cho từng module DI/DO16 nhƣ sau : 24V 0V Start HL10 I0.0 Q0.0 Stop 1KA I0.1 Q0.1 3SB 2KA I0.2 Q0.2 4SB 3KA I0.3 Q0.3 5SB 4KA I0.4 Q0.4 6SB 5KA I0.5 Q0.5 7SB 6KA I0.6 Q0.6 1FR MODULE 7KA I0.7 DI/DO 16 Q0.7 2FR 8KA I1.0 Q1.0 8SB 9KA I1.1 Q1.1 9SB 10KA I1.2 Q1.2 10SB 11KA I1.3 Q1.3 11SB 12KA I1.4 Q1.4 12SB 13KA I1.5 Q1.5 13SB 14KA I1.6 Q1.6 14SB 15KA I1.7 Q1.7 Hình 3.4. Module DI/DO16 số 1 59
  60. 24V 0V 15SB 16KA I2.0 Q2.0 16SB 17KA I2.1 Q2.1 L5 18KA I2.2 Q2.2 L6 19KA I2.3 Q2.3 L7 20KA I2.4 Q2.4 17SB 21KA I2.5 Q2.5 18SB 22KA I2.6 Q2.6 19SB MODULE 23KA I2.7 DI/DO 16 Q2.7 20SB 24KA I3.0 Q3.0 21SB 25KA I3.1 Q3.1 L8 26KA I3.2 Q3.2 L9 27KA I3.3 Q3.3 L10 28KA I3.4 Q3.4 L11 29KA I3.5 Q3.5 22SB 30KA I3.6 Q3.6 23SB 31KA I3.7 Q3.7 Hình 3.5. Module DI/DO16 số 2 60
  61. 24V 0V 24SB 32KA I4.0 Q4.0 25SB 33KA I4.1 Q4.1 26SB 34KA I4.2 Q4.2 27SB 35KA I4.3 Q4.3 28SB 36KA I4.4 Q4.4 29SB 37KA I4.5 Q4.5 30SB 38KA I4.6 Q4.6 31SB MODULE HL9 I4.7 DI/DO 16 Q4.7 3FR HL11 I5.0 Q5.0 4FR HL12 I5.1 Q5.1 5FR HL13 I5.2 Q5.2 6FR HL14 I5.3 Q5.3 7FR HL15 I5.4 Q5.4 8FR HL16 I5.5 Q5.5 10FR HL17 I5.6 Q5.6 11FR HL18 I5.7 Q5.7 Hình 3.6. Module DI/DO16 số 3 61
  62. 24V 12FR HL19 I6.0 Q6.0 13FR HL20 I6.1 Q6.1 14FR HL21 I6.2 Q6.2 HL22 I6.3 Q6.3 HL23 I6.4 Q6.4 HL24 I6.5 Q6.5 MODULE HL25 I6.6 Q6.6 HL26 I6.7 DI/DO 16 Q6.7 HL27 I7.0 Q7.0 HL28 I7.1 Q7.1 I7.2 Q7.2 I7.3 Q7.3 I7.4 Q7.4 I7.5 Q7.5 I7.6 Q7.6 I7.7 Q7.7 Hình 3.7. Module DI/DO16 số 4 62
  63. 3.3. LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN b® S tù ®éng = 1 § k® M¸Y GIã CHÝNH k® §éNG C¥ THæI BI k® CON L¡N §ÇU VµO C¶M BIÕN §O S §é CAO T¤N = 1 § h¹ ®éng c¬ ®o cao DõNG ®éng c¬ ®o cao h¹ ®éng c¬ chæi quÐt DõNG ®éng c¬ chæi quÐt 1 Hình 3.8 Lƣu đồ thuật toán 63
  64. 1 C¶M BIÕN BUåNG S PHUN BI = 1 § K§ §éNG C¥ PH¢N LY k® §éNG C¥ phun bi T¾T §éNG C¥ PH¢N LY t¾t §éNG C¥ phun bi k® §éNG C¥ N¢NG GÇU sè 1, 2, 3, 4, 5, 6 T¾T §éNG C¥ N¢NG GÇU sè 1, 2, 3, 4, 5, 6 k® §éNG C¥ VÝT NGANG Më van cÊp bi T¾T §éNG C¥ VÝT NGANG t¾t van cÊp bi sè 1, 2, 3, 4, 5, 6 k® §éNG C¥ VÝT DäC sè 1, 2, 3, 4, 5, 6 T¾T §éNG C¥ VÝT DäC k® M¸Y VËN CHUYÓN t¾t M¸Y VËN CHUYÓN XO¾N èC THU VI£N XO¾N èC THU VI£N DõNG CON L¡N BUåNG PHUN k® CON L¡N BUåNG PHUN BI C¶M BIÕN BUåNG S LµM S¹CH = 1 § k® §éNG C¥ BµN CH¶I DõNG §éNG C¥ BµN CH¶I k® CON L¡N §ÇU RA DõNG CON L¡N §ÇU RA kt Hình 3.9 Lƣu đồ thuật toán 64
  65. 3.4. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ( phụ lục ) 65
  66. 3.5. CHẠY THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ Chƣơng trình sau khi lập trình xong đƣợc chạy thử trên phần mềm mô phỏng PLC SIM. Mặc dù em đã cố gắng tìm hiểu và tham khảo thầy cô và các bạn bè cách lập trình PLC S7 – 300 nhƣng do thời gian và trình độ còn hạn chế nên chƣơng trình tuy chạy đúng theo yêu cầu công nghệ nhƣng vẫn còn thiếu sót. Chƣơng trình này chỉ mang tính chất tham khảo. 75
  67. KẾT LUẬN Trong quá trình làm đồ án em đã nhận đƣợc sự hƣớng dẫn nhiệt tình của cô giáo Ths. Trần Thị Phƣơng Thảo cùng các thầy giáo trong khoa Điện - Điện tử và sự giúp đỡ của các bạn trong lớp ĐC 1001, em đã hoàn thành bản luận văn theo yêu cầu của đề tài là: “Trang bị điện tử dây chuyền sơ chế tôn của nhà máy đóng tàu Sông Cấm. Đi sâu vào tìm hiểu công đoạn phun hạt mài làm sạch tôn”. Trong bài luận văn của mình em đã trình bày đƣợc một số vấn đề sau: - Trong phần chƣơng một em đã giới thiệu qua về một số trang thiết bị điện có trong nhà máy đóng tàu Sông Cấm. - Trong phần trang thiết bị điện dây chuyền phun hạt mài em đã giới thiệu đƣợc những nét cơ bản của các hệ thống: hệ thống con lăn, hệ thống phun hạt mài, hệ thống làm sạch, hệ thống lọc bụi. Ở mỗi hệ thống em đã nêu đƣợc các phần tử, nguyên lý hoạt động và các báo động bảo vệ của hệ thống. - Trong phần đi sâu nghiên cứu thiết kế hệ thống kiểm tra và báo động bằng PLC em đã nêu đƣợc giới thiệu chung về hệ thống tự động kiểm tra báo động, giới thiệu về PLC và thiết kế chƣơng trình lập trình. Trong quá trình thực hiện do kiến thức thực tế còn hạn chế nên bài luận văn đã không thể tránh khỏi những thiếu sót, em mong đƣợc sự góp ý bổ sung thêm của các thầy cô giáo để em có thêm kiến thức phục vụ cho công việc chuyên môn sau này. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn cô giáo Ths. Trần Thị Phƣơng Thảo đã hƣớng dẫn chỉ bảo tận tình em trong quá trình làm đồ án đồng thời em cũng chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa đã tận tình dạy dỗ chúng em trong khoá học vừa qua. 76
  68. MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ DÂY CHUYỀN SƠ CHẾ TÔN CỦA NHÀ MÁY 3 1.1. MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC SƠ CHẾ TÔN 3 1.1.1. Các phƣơng pháp sơ chế tôn 3 1.1.2. Dây chuyền sơ chế tôn LAMIVER 3200 6 1.1.2.1. Công nghệ sơ chế tôn 6 1.1.2.2. Nguyên lý hoạt động 7 1.2. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ TRANG THIẾT BỊ DÂY CHUYỀN PHUN HẠT MÀI 8 1.2.1. Sơ đồ công nghệ dây chuyền 8 1.2.2. Kết cấu và tính năng các bộ phận 9 1.2.3. Chỉ tiêu và thông số kĩ thuật chủ yếu 22 1.3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 27 1.3.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống 27 1.3.2. Giới thiệu phần tử 32 1.3.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống 39 1.3.4. Các bảo vệ chính của hệ thống 41 CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ THIẾT BỊ LẬP TRÌNH PLC VÀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH S7 - 300 43 2.1. GIỚI THIỆU VỀ S7 – 300 : 43 2.1.1 Các module của PLC S7-300: 43 2.1.2 Vòng quét chƣơng trình : 44 2.1.3 Cấu trúc chƣơng trình: 46 2.1.4 Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng: 48 77
  69. 2.1.5. Giới thiệu về ngôn ngữ lập trình PLC: 49 CHƢƠNG 3: ĐI SÂU CẢI HOÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG PLC S7 – 300 CỦA SIEMEN 54 3.1. CHỌN CẤU HÌNH PLC VÀ LẬP BẢNG LIỆT KÊ TÍN HIỆU VÀO RA . 54 3.2. GÁN ĐỊA CHỈ CHO TỪNG MODULE 59 3.3. LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN 63 3.4. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ( phụ lục ) 65 3.5. CHẠY THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 75 KẾT LUẬN 76 78