Giáo Trình Lắp Đặt và Vận Hành Hệ Thống Cơ Điện Tử Nghề Cơ Điện Tử Cao Đẳng

Giáo trình kỹ thuật về lắp đặt vận hành hệ thống cơ điện tử nghề cơ điện tử cao đẳng, biên soạn theo chương trình đào tạo chuẩn, hệ thống hóa kiến thức từ cơ bản đến nâng cao.

• Tác giả: Tạ Văn Bằng
• Trường học: Trường Cao Đẳng Nghề Việt Nam - Hàn Quốc
• Chuyên ngành: Cơ điện tử
• Đề tài: Giáo Trình Lắp Đặt và Vận Hành Hệ Thống Cơ Điện Tử
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN
• 1.1. Lắp ráp trạm 1 cơ điện tử trạm 1
• 1.1.1. Lắp ráp phần cơ khí (trạm cấp phôi)
• 1.1.2. Lắp ráp và kiểm tra hoạt động của các cụm van
• 1.1.3. Lắp ráp và kết nối các phần tử điện
• 1.1.4. Vận hành và kiểm tra hoạt động
• 1.1.5. Viết chương trình theo phương pháp lập trình tuần tự
• 1.2. Lắp ráp một trạm cơ điện tử có sử dụng cảm biến
• 1.2.1. Hiệu chỉnh sơ đồ mạch (có thể dùng máy tính)
• 1.2.2. Hiệu chỉnh chương trình
• 1.2.3. Lắp ráp và hiệu chỉnh vị trí cảm biến
• 1.2.4. Lắp đặt phần điện sử dụng cổng vào ra
• 1.2.5. Vận hành và kiểm tra
• 1.3. Lắp ráp một trạm tay máy
• 1.3.1. Thiết kế và chế tạo một số bộ phận cơ khí
• 1.3.2. Lắp ráp các phần tử cơ khí và cảm biến
• 1.3.3. Hiệu chỉnh sơ đồ mạch (có thể dùng máy tính)
• 1.3.4. Lắp đặt phần điện sử dụng cổng vào/ra
• 1.3.5. Viết chương trình theo ngôn ngữ SCL
• 1.3.6. Vận hành và kiểm tra
• 1.4. Lắp ráp một trạm trên hệ thống sản xuất
• 1.4.1. Thiết kế và chế tạo một số bộ phận cơ khí
• 1.4.2. Lắp ráp các phần tử cơ khí và cảm biến
• 1.4.3. Hiệu chỉnh sơ đồ mạch (có thể dùng máy tính)
• 1.4.4. Lắp đặt phần điện sử dụng cổng vào/ra
• 1.4.5. Viết chương trình theo ngôn ngữ SCL
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Giáo Trình Lắp Đặt Hệ Thống Cơ Điện Tử

Giáo trình lắp đặt và vận hành hệ thống cơ điện tử cao đẳng là tài liệu quan trọng cho sinh viên ngành cơ điện tử. Tài liệu này cung cấp kiến thức cơ bản và nâng cao về các hệ thống cơ điện tử, giúp sinh viên nắm vững các nguyên lý hoạt động và quy trình lắp đặt. Nội dung giáo trình được biên soạn dựa trên các tài liệu tham khảo uy tín, đảm bảo tính chính xác và cập nhật.

1.1. Mục Tiêu Của Giáo Trình

Giáo trình nhằm trang bị cho sinh viên kiến thức và kỹ năng cần thiết để lắp đặt và vận hành hệ thống cơ điện tử. Sinh viên sẽ học cách xác định các bước lắp đặt, đấu nối và vận hành hệ thống.

1.2. Đối Tượng Sử Dụng Giáo Trình

Giáo trình được thiết kế dành cho sinh viên cao đẳng ngành cơ điện tử, giáo viên và những người làm việc trong lĩnh vực cơ điện tử. Tài liệu này cũng hữu ích cho các kỹ sư muốn nâng cao kiến thức chuyên môn.

II. Thách Thức Trong Lắp Đặt Hệ Thống Cơ Điện Tử

Lắp đặt hệ thống cơ điện tử gặp nhiều thách thức, từ việc hiểu rõ cấu trúc hệ thống đến việc xử lý các lỗi phát sinh trong quá trình lắp đặt. Những thách thức này đòi hỏi sinh viên phải có kiến thức vững vàng và kỹ năng thực hành tốt.

2.1. Khó Khăn Trong Việc Hiểu Cấu Trúc Hệ Thống

Cấu trúc của hệ thống cơ điện tử thường phức tạp, bao gồm nhiều phần tử khác nhau. Việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động của từng phần tử là rất quan trọng để đảm bảo lắp đặt chính xác.

2.2. Xử Lý Lỗi Trong Quá Trình Lắp Đặt

Trong quá trình lắp đặt, sinh viên có thể gặp phải các lỗi kỹ thuật như kết nối sai hoặc phần tử không hoạt động. Việc phát hiện và khắc phục kịp thời các lỗi này là rất cần thiết.

III. Phương Pháp Lắp Đặt Hệ Thống Cơ Điện Tử Hiệu Quả

Để lắp đặt hệ thống cơ điện tử hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp khoa học và thực tiễn. Việc tuân thủ quy trình lắp đặt và kiểm tra định kỳ sẽ giúp đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.

3.1. Quy Trình Lắp Đặt Chuẩn

Quy trình lắp đặt bao gồm các bước như chuẩn bị thiết bị, lắp ráp các phần tử, và kiểm tra hoạt động. Mỗi bước cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo chất lượng.

3.2. Kiểm Tra và Bảo Trì Hệ Thống

Sau khi lắp đặt, việc kiểm tra và bảo trì định kỳ là rất quan trọng. Điều này giúp phát hiện sớm các vấn đề và duy trì hiệu suất của hệ thống.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống Cơ Điện Tử

Hệ thống cơ điện tử được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất công nghiệp, tự động hóa và robot. Những ứng dụng này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn giảm thiểu rủi ro trong quá trình sản xuất.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Sản Xuất

Trong ngành sản xuất, hệ thống cơ điện tử giúp tự động hóa quy trình sản xuất, từ lắp ráp đến kiểm tra chất lượng sản phẩm.

4.2. Ứng Dụng Trong Tự Động Hóa

Hệ thống cơ điện tử đóng vai trò quan trọng trong tự động hóa, giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người và tăng độ chính xác trong các quy trình.

V. Kết Luận Về Giáo Trình Lắp Đặt Hệ Thống Cơ Điện Tử

Giáo trình lắp đặt và vận hành hệ thống cơ điện tử cao đẳng là tài liệu thiết yếu cho sinh viên và giảng viên. Tài liệu này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn hướng dẫn thực hành cụ thể, giúp sinh viên tự tin hơn trong công việc.

5.1. Tương Lai Của Ngành Cơ Điện Tử

Ngành cơ điện tử đang phát triển mạnh mẽ với nhiều cơ hội việc làm. Việc nắm vững kiến thức và kỹ năng sẽ giúp sinh viên có lợi thế cạnh tranh trên thị trường lao động.

5.2. Đề Xuất Cải Tiến Giáo Trình

Để giáo trình ngày càng hoàn thiện, cần có sự đóng góp ý kiến từ giảng viên và sinh viên. Những phản hồi này sẽ giúp nâng cao chất lượng giáo trình trong tương lai.

Nội dung chính

TỔNG QUAN HỌC THUẬT VÀ NỘI DUNG MÔ ĐUN: GIÁO TRÌNH LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

---

Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

Giáo trình Lắp đặt, vận hành hệ thống cơ điện tử (Mã số mô đun: MĐ 36) là tài liệu đào tạo chuyên môn bắt buộc trong chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử trình độ Cao đẳng, do Trường Cao đẳng Nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội biên soạn và lưu hành nội bộ năm 2019. Tài liệu do nhóm tác giả gồm Tạ Văn Bằng (Chủ biên), Trịnh Thị Hạnh và Lưu Huy Hạnh thực hiện. Trong cấu trúc chương trình đào tạo, mô đun MĐ 36 được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành khối kiến thức kỹ thuật cơ sở và các mô đun chuyên môn tiền đề từ MĐ 27 đến MĐ 34.

Thời lượng đào tạo của mô đun là 90 giờ, bao gồm 20 giờ lý thuyết, 66 giờ thực hành/thực tập/bài tập/thảo luận và 4 giờ kiểm tra định kỳ. Mục tiêu học tập cốt lõi của giáo trình tập trung vào việc trang bị cho người học năng lực xác định quy trình lắp đặt, đấu nối phần cứng cơ khí, khí nén, cảm biến và thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC); năng lực lập trình, nạp chương trình, thử nghiệm, vận hành hệ thống; khả năng phân tích, ứng dụng hệ thống bus và mạng truyền thông công nghiệp; cũng như năng lực phát hiện và khắc phục các sự cố phần cứng và phần mềm.

Cấu trúc giáo trình tiếp cận theo mô hình phân rã các trạm cơ điện tử độc lập và tích hợp trong dây chuyền sản xuất tự động, kết hợp giữa tài liệu lý thuyết kỹ thuật và các quy trình thao tác chuẩn (SOP) tại xưởng thực hành. Điểm đặc thù của giáo trình là sự kế thừa từ các công trình đào tạo đại học và tài liệu Lắp đặt và vận hành các trạm cơ điện tử của tác giả Phạm Thanh Tùng, đồng thời chuẩn hóa quy trình căn chỉnh thiết bị trên bàn thực hành mô đun nhôm định hình kết hợp phần mềm công nghiệp chuyên dụng.

       CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO CAO ĐẲNG NGHỀ CƠ ĐIỆN TỬ

---

Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được tổ chức thành 4 bài học chuyên đề tương ứng với 4 cấu hình trạm cơ điện tử trong hệ thống tự động hóa:

1. Bài 1: Lắp ráp trạm 1 cơ điện tử (Trạm cấp phôi) (24 giờ: 5 LT, 18 TH, 1 KT): Hướng dẫn cấu trúc phần cứng gồm bàn thí nghiệm kích thước $700 \times 700 \times 350\text{ mm}$, mặt bàn bằng tấm nhôm rãnh định hình; bảng điều khiển tích hợp nút dừng khẩn cấp (Emergency Stop), công tắc chọn chế độ Auto/Man, các nút nhấn Start, Stop, Reset. Trạm bao gồm module cấp phôi dạng ống xếp (trục đẩy xylanh tác động kép), module tay xoay dẫn động khí nén (góc quay tối đa $180^\circ$ giới hạn bằng 2 cử chặn) và module giác hút chân không. Nội dung thực hành bao gồm căn chỉnh cảm biến từ tiệm cận trên thân xylanh, công tắc hành trình cơ học (micro switch tác động bằng cam), cảm biến quang sợi (chiết áp tinh chỉnh tối đa 12 vòng) và công tắc áp suất chân không; hiệu chỉnh van tiết lưu một chiều; đấu nối nguồn $24\text{ VDC}$ và tín hiệu I/O về PLC; xây dựng lưu đồ Grafcet và lập trình điều khiển tuần tự (trả về vị trí gốc, chu trình cấp phôi, chu trình gắp đặt, đếm sản phẩm 15 phôi hoặc 10 phôi ngửa kết hợp nhận diện phôi úp kích hoạt cờ báo lỗi $Q1$, $Q2$).
2. Bài 2: Lắp ráp một trạm cơ điện tử có sử dụng cảm biến (24 giờ: 5 LT, 18 TH, 1 KT): Tập trung vào việc hiệu chỉnh sơ đồ mạch điện và khí nén bằng phần mềm AutoCAD và FluidSIM. Lắp đặt và căn chỉnh hệ thống cảm biến quang, cảm biến tiệm cận nhằm nhận diện đặc tính phôi (phân loại phôi màu đen và phôi không đen). Điều khiển cơ cấu chấp hành gồm xylanh không trục, xylanh nâng hạ và bàn tay kẹp đưa sản phẩm vào 2 máng trượt riêng biệt. Lập trình và hiệu chỉnh khối logic điều khiển trên phần mềm Siemens TIA Portal V13 dành cho PLC S7-300 từ Network 1 đến Network 10.
3. Bài 3: Lắp ráp một trạm tay máy (24 giờ: 5 LT, 18 TH, 1 KT): Hướng dẫn thiết kế, gia công và chế tạo một số bộ phận cơ khí; lắp ráp các cơ cấu chấp hành và hệ thống cảm biến vị trí; hiệu chỉnh sơ đồ mạch điện; đấu nối cổng vào/ra (I/O); viết chương trình điều khiển tay máy công nghiệp sử dụng ngôn ngữ lập trình cấp cao SCL (Structured Control Language); vận hành và kiểm tra liên động.
4. Bài 4: Lắp ráp một trạm trên hệ thống sản xuất (18 giờ: 5 LT, 12 TH, 1 KT): Tích hợp trạm vào dây chuyền sản xuất tổng thể; thiết kế, lắp ráp và căn chỉnh các phần tử cơ khí, cảm biến, khí nén; hiệu chỉnh sơ đồ mạch; lập trình điều khiển hệ thống bằng ngôn ngữ danh sách lệnh STL (Statement List) hoặc SCL; vận hành thử nghiệm toàn hệ thống.

       TIẾN TRÌNH PHÁT TRIỂN NỘI DUNG VÀ CÔNG NGHỆ

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình hình thành nền tảng kiến thức liên ngành thông qua ba trụ cột:

• Cơ cấu chấp hành và truyền dẫn khí nén: Nguyên lý hoạt động của xylanh tác động kép, xylanh không trục, cơ cấu xoay khí nén, bộ tạo giác hút chân không, cụm van điện từ và van tiết lưu một chiều điều khiển vận tốc piston.
• Cảm biến và đo lường công nghiệp: Cơ chế đóng ngắt tiếp điểm từ trường (vòng nam châm trên piston), công tắc vi động (micro switch) qua cam hành trình, nguyên lý thu - phát quang sợi điều chỉnh độ nhạy bằng biến trở chiết áp, cùng cảm biến áp suất âm giám sát độ bám phôi.
• Lý thuyết điều khiển logic khả trình: Tiêu chuẩn hóa ngôn ngữ lập trình điều khiển theo chuẩn quốc tế IEC 1131-3 (LAD, Grafcet, SCL, STL); cấu trúc ngắt, cấu hình phần cứng PLC, cùng sơ đồ giao tiếp cổng vào/ra (Digital I/O) sử dụng mức điện áp công nghiệp $24\text{ VDC}$.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Đọc hiểu, bóc tách và hiệu chỉnh sơ đồ nguyên lý mạch điện, mạch khí nén trên phần mềm AutoCAD và FluidSIM; đấu nối dây dẫn nguồn $24\text{ VDC}$ (dây nâu, dây đen, dây tín hiệu) về khối domino/terminal hoặc module ngõ vào của PLC; cấu hình phần cứng và nạp chương trình điều khiển qua TIA Portal V13 cho PLC Siemens S7-300.
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích chu trình bước hành trình, xây dựng giản đồ Grafcet phân nhánh có điều kiện; chẩn đoán sai lệch tín hiệu logic, rò rỉ áp suất khí nén, lỗi kẹt cơ khí và phân loại lỗi trạng thái phôi (phôi úp/ngửa, màu sắc phôi).
• Năng lực thực tiễn (Practical competencies): Sử dụng thành thạo dụng cụ cơ khí (tua-nơ-vít 6 cạnh A/F, lục giác) để cố định cảm biến, căn chỉnh góc quay và cữ chặn; thao tác vận hành độc lập bảng điều khiển tại chỗ (Manual/Auto/Reset); duy trì an toàn điện, an toàn áp lực khí nén và kỷ luật lao động công nghiệp.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích hợp (đào tạo dựa trên năng lực thực hành), phân bổ tỷ lệ thời gian $22{,}2%$ lý thuyết (20 giờ) và $77{,}8%$ thực hành, kiểm tra (70 giờ). Tiến trình sư phạm được thiết kế theo chu trình thực hành kỹ thuật 5 bước:

Hệ thống bài tập thực hành được xây dựng theo mức độ phức tạp tăng dần:

• Mức độ cơ bản: Lập trình vận hành đơn lẻ từng module cơ cấu chấp hành (đẩy phôi, xoay tay gắp, kích hoạt van hút chân không giữ phôi trong 2 giây).
• Mức độ tích hợp: Lập trình liên động toàn bộ chu trình trạm cấp phôi theo giản đồ trạng thái Grafcet; lập trình bài toán đếm sản phẩm với giới hạn 15 phôi.
• Mức độ nâng cao: Lập trình thuật toán phân loại phôi phức tạp kết hợp xử lý ngoại lệ (đếm đủ 10 phôi ngửa đưa sang trạm kế tiếp; khi phát hiện phôi úp thì dừng chu trình, bật đèn cảnh báo $Q1$ và $Q2$, chờ người vận hành nhấn Reset để loại bỏ phôi lỗi trước khi cho phép hệ thống tiếp tục hoạt động).

Phương pháp đánh giá kết quả học tập bao gồm 4 bài kiểm tra thực hành định kỳ (mỗi bài 1 giờ) bố trí cuối mỗi trạm. Tiêu chí đánh giá căn cứ trên: độ chính xác lắp ráp cơ khí và bố trí cảm biến; tính an toàn và thẩm mỹ của hệ thống dây dẫn điện, ống khí; mức độ tối ưu của chương trình PLC (LAD/SCL/STL); và khả năng phát hiện, khắc phục các sự cố phần cứng, phần mềm trong quá trình vận hành thực tế.

Đối với hoạt động tự học, giáo trình yêu cầu người học chủ động tra cứu sơ đồ bản vẽ kỹ thuật, tự thiết kế thuật toán điều khiển nháp trên giấy dưới dạng Grafcet, và sử dụng các công cụ mô phỏng phần mềm (AutoCAD, FluidSIM) trước khi can thiệp trực tiếp vào thiết bị phần cứng tại phòng thực hành.

---

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

Giáo trình Lắp đặt, vận hành hệ thống cơ điện tử (2019) thể hiện các nội dung kỹ thuật thực nghiệm bám sát cấu trúc của hệ thống sản xuất công nghiệp thực tế:

• Tích hợp phần mềm công nghiệp tiêu chuẩn: Tài liệu hướng dẫn sử dụng đồng bộ ba nền tảng phần mềm kỹ thuật trong cùng một mô đun: AutoCAD để đọc và hiệu chỉnh bản vẽ sơ đồ mạch điện; Festo FluidSIM để thiết kế, mô phỏng và kiểm tra mạch động lực khí nén; và Siemens TIA Portal V13 để cấu hình phần cứng, lập trình điều khiển cho dòng PLC Siemens S7-300.
• Chuẩn hóa ngôn ngữ lập trình theo IEC 1131-3: Thay vì chỉ giới hạn ở ngôn ngữ hình thang (Ladder Diagram - LAD) truyền thống, giáo trình mở rộng phương pháp tiếp cận sang giản đồ chức năng thứ tự (Grafcet), ngôn ngữ lập trình cấu trúc cấp cao SCL (Structured Control Language) ở Bài 3 và ngôn ngữ danh sách lệnh STL (Statement List) ở Bài 4, đáp ứng yêu cầu xử lý các thuật toán điều khiển phức tạp trong công nghiệp.
• Quy trình căn chỉnh phần cứng chi tiết: Các bước thao tác vật lý được định lượng và mô tả cụ thể, chẳng hạn: quy trình định vị cảm biến tiệm cận dựa trên trạng thái đóng/ngắt của đèn LED báo hiệu; kỹ thuật căn chỉnh biến trở chiết áp của cảm biến quang sợi với biên độ cho phép tối đa 12 vòng xoay; và phương pháp vặn chặt van tiết lưu một chiều rồi nới lỏng đúng 1 vòng trước khi tinh chỉnh vận tốc xilanh.
• Tính ứng dụng công nghiệp thực tế: Mô phỏng hoàn chỉnh các trạm sản xuất điển hình gồm: trạm cấp phôi tự động dùng ống xếp, trạm gắp đặt chi tiết dùng cơ cấu xoay $180^\circ$ và kỹ thuật hút chân không, trạm phân loại màu sắc sản phẩm dùng xilanh không trục và bàn tay kẹp khí nén, cùng trạm tay máy công nghiệp.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)

• Sinh viên và người học: Giáo trình được thiết kế chuyên biệt cho học sinh - sinh viên theo học trình độ Cao đẳng nghề Cơ điện tử, cũng như sinh viên các ngành Kỹ thuật Tự động hóa, Cơ khí tự động hóa và Điện tử công nghiệp tại các trường cao đẳng, đại học kỹ thuật.
• Kiến thức tiền đề bắt buộc (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức kỹ thuật cơ sở và các mô đun chuyên môn từ MĐ 27 đến MĐ 34 trong chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử, bao gồm: lý thuyết khí nén - thủy lực đại cương, đo lường cảm biến công nghiệp, kỹ thuật mạch điện tử, đọc bản vẽ kỹ thuật cơ khí và kỹ thuật lập trình PLC cơ bản.
• Giảng viên và cơ sở đào tạo: Tài liệu đóng vai trò là giáo trình chuẩn để giảng viên biên soạn giáo án tích hợp, thiết lập quy trình hướng dẫn thực hành xưởng, xây dựng ngân hàng đề thi kiểm tra kỹ năng tay nghề và định chuẩn đánh giá năng lực nghề Cơ điện tử.
• Kỹ thuật viên tự học và tham khảo: Kỹ thuật viên bảo trì, kỹ sư vận hành hệ thống tự động hóa tại các nhà máy có thể sử dụng giáo trình như tài liệu tra cứu quy trình chuẩn để đấu nối phần cứng, căn chỉnh cảm biến công nghiệp và cấu trúc hóa chương trình PLC S7-300.

---

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với cấp độ đào tạo nào?

Giáo trình được biên soạn chính quy cho trình độ Cao đẳng nghề Cơ điện tử, đồng thời phù hợp làm tài liệu thực hành và tham khảo cho sinh viên bậc Đại học khối ngành kỹ thuật công nghệ cơ điện tử, tự động hóa.

2. Cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun MĐ 36?

Người học bắt buộc phải hoàn thành các mô đun từ MĐ 27 đến MĐ 34, nắm vững nguyên lý hoạt động của khí nén, kỹ thuật đấu nối mạch điện $24\text{ VDC}$, kỹ năng đọc bản vẽ AutoCAD và kiến thức nền tảng về lập trình PLC theo chuẩn IEC 1131-3.

3. Giáo trình có điểm gì khác biệt so với các tài liệu lý thuyết điều khiển tự động thông thường?

Giáo trình dành hơn $70%$ thời lượng cho thực hành thao tác vật lý, hướng dẫn chi tiết từng bước căn chỉnh thiết bị thực tế (căn chỉnh chiết áp quang sợi 12 vòng, chỉnh van tiết lưu một chiều, định vị công tắc hành trình micro bằng cam, gạt chốt thử van điện từ) và lập trình điều khiển trên thiết bị phần cứng thật.

4. Phương pháp tự học giáo trình này như thế nào để đạt hiệu quả cao nhất?

Người học nên kết hợp nghiên cứu bản vẽ sơ đồ mạch với việc thực hiện mô phỏng chu trình khí nén trên phần mềm FluidSIM, phân tích quy trình công nghệ thành giản đồ Grafcet trước khi viết và nạp code hoàn chỉnh trên phần mềm TIA Portal V13.

5. Những phần mềm và công cụ kỹ thuật nào được sử dụng kèm theo giáo trình?

Tài liệu sử dụng hệ thống bàn thí nghiệm nhôm rãnh định hình kích thước $700 \times 700 \times 350\text{ mm}$, phần mềm AutoCAD, phần mềm mô phỏng khí nén FluidSIM, môi trường lập trình Siemens TIA Portal V13 cho PLC S7-300 và các thiết bị khí nén, giác hút chân không, cảm biến công nghiệp.

---

Kết luận (150 từ)

Giáo trình Lắp đặt, vận hành hệ thống cơ điện tử (Mã mô đun: MĐ 36) do Trường Cao đẳng Nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội biên soạn là tài liệu học tập chuẩn hóa về quy trình lắp đặt, hiệu chỉnh phần cứng và lập trình điều khiển hệ thống tự động hóa. Nội dung tài liệu cung cấp lộ trình thực hành có cấu trúc rõ ràng: từ trạm cấp phôi cơ bản (Bài 1), trạm cảm biến phân loại sản phẩm (Bài 2), đến trạm tay máy (Bài 3) và tích hợp dây chuyền sản xuất hoàn chỉnh (Bài 4).

Việc làm chủ các nội dung trong giáo trình giúp người học kết nối toàn diện giữa lý thuyết điều khiển tự động với kỹ năng thao tác trên các thiết bị công nghiệp chuẩn mực (AutoCAD, FluidSIM, Siemens TIA Portal V13, tiêu chuẩn IEC 1131-3). Người học có thể mở rộng kiến thức chuyên sâu thông qua tài liệu tham khảo Lắp đặt và vận hành các trạm cơ điện tử của tác giả Phạm Thanh Tùng và các cẩm nang kỹ thuật về tự động hóa sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI TẠ VĂN BẰNG(Chủ biên) TRỊNH THỊ HẠNH – LƯU HUY HẠNH GIÁO TRÌNH LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Nghề: Cơ điện tử Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Để cung cấp tài liệu học tập cho học sinh - sinh viên và tài liệu cho giáo viên khi giảng dạy, Điện tử Trường CĐN Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội đã chỉnh sửa, biên soạn cuốn giáo trình “ LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ” dành riêng cho học sinh - sinh viên nghề Cơ điện tử. Đây là mô đun trong chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử trình độ Cao đẳng. Nhóm biên soạn đã tham khảo các tài liệu: “Lắp đặt, vận hành hệ thống cơ điện tử ” dùng cho sinh viên các Trường Đại học kỹ thuật, Cao đẳng Lắp đặt và vận hành các trạm cơ điện tử của tác giả Phạm Thanh Tùng và nhiều tài liệu khác. Mặc dù nhóm biên soạn đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh được những thiếu sót.

Rất mong đồng nghiệp và độc giả góp ý kiến để giáo trình hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2019 Chủ biên: Tạ Văn Bằng 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU. 2 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN. 7 Lắp ráp trạm 1 cơ điện tử trạm 1.

Lắp ráp phần cơ khí ( trạm cấp phôi ). Lắp ráp và kiểm tra hoạt động của các cụm van. Lắp ráp và kết nối các phần tử điện. Vận hành và kiểm tra hoạt động.

Viết chương trình theo phương pháp lập trình tuần tự. 43 Lắp ráp một trạm cơ điện tử có sử dụng cảm biến. Hiệu chỉnh sơ đồ mạch (có thể dùng máy tính). Hệu chỉnh chương trình.

Lắp ráp và hiệu chỉnh vị trí cảm biến. Lắp đặt phần điện sử dụng cổng vào ra. Vận hành và kiểm tra. 68 Lắp ráp một trạm tay máy.

Thiết kế và chế tạo một số bộ phận cơ khí. Lắp ráp các phần tử cơ khí và cảm biến. Hiệu chỉnh sơ đồ mạch (có thể dùng máy tính). Lắp đặt phần điện sử dụng cổng vào/ra.

Viết chương trình theo ngôn ngữ SCL. Vận hành và kiểm tra. 98 Lắp ráp một trạm trên hệ thống sản xuất. Thiết kế và chế tạo một số bộ phận cơ khí.

Lắp ráp các phần tử cơ khí và cảm biến. Hiệu chỉnh sơ đồ mạch (có thể dùng máy tính). Lắp đặt phần điện sử dụng cổng vào/ra. Viết chương trình theo ngôn ngữ SCL.

118 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 154 3 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Lắp đặt, vận hành hệ thống cơ điện tử Mã số mô đun: MĐ 36 Thời gian mô đun: 90 giờ (LT: 20 giờ; TH/TT/TN/BT/TL: 70 giờ) I. Vị trí, tính chất mô đun - Vị trí: Mô đun được bố trí học sau các môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở và các mô đun chuyên môn nghề từ MĐ27 đến MĐ34. - Tính chất: Là mô đun bắt buộc trong chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử.

Mục tiêu của mô đun - Kiến thức: - Xác định được các bước cần thiết để thực hiện các công việc lắp đặt, đấu nối cho một hệ thống cơ điện tử điều khiển bằng PLC. - Kỹ năng: - Tháo lắp bộ cảm biến và bộ phận/phần tử trong hệ thống cơ điện tử, thay thế và hiệu chỉnh các phần tử. - Lắp ráp và đấu nối cho PLC trong hệ thống cơ điện tử theo tiêu chuẩn công nghiệp sử dụng các bộ kết nối. - Nạp các chương trình PLC và thử nghiệm, vận hành hệ thống cơ điện tử.

- Nhận biết và mô tả cấu trúc cũng như ứng dụng hệ thống bus và mạng. - Lắp ráp và vận hành mạng công nghiệp trong hệ thống cơ điện tử. - Khắc phục các lỗi của các phần tử cơ khí, điện và phần mềm của hệ thống cơ điện tử. - Năng lực tự chủ, trách nhiệm: - Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và đúng các biện pháp an toàn.

- Có tư thế tác phong công nghiệp, ý thức tổ chức kỷ luật, khả năng làm việc độc lập cũng như khả năng phối hợp làm việc nhóm trong quá trình học tập và sản xuất. Nội dung của mô đun 1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian 4 Thời gian Thực hành/thực Ghi Số Tên các bài trong mô Tổng Lý tập/thí Kiểm chú TT đun số thuyết nghiệm/bài tra tập/thảo luận 1 Lắp ráp trạm 1 cơ điện tử 24 5 18 1 1. Lắp ráp phần cơ khí 2.

Lắp ráp và kiểm tra hoạt động của các cụm van. Lắp ráp và kết nối các phần tử điện. Vận hành và kiểm tra hoạt động 5. Viết chương trình theo phương pháp lập trình tuần tự 2 Lắp ráp một trạm có ứng 24 5 18 1 dụng cảm biến 1.

Hiệu chỉnh sơ đồ mạch (có thể dùng máy tính) 2. Hiệu chỉnh chương trình 3. Lắp ráp và hiệu chỉnh vị trí cảm biến 4. Lắp đặt phần điện sử dụng cổng vào ra 5.

Vận hành và kiểm tra Kiểm tra 3 Lắp ráp một trạm tay máy 24 5 18 1 1. Thiết kế và chế tạo một số bộ phận cơ khí 5 2. Lắp ráp các phần tử cơ khí và cảm biến 3. Hiệu chỉnh sơ đồ mạch (có thể dùng máy tính) 4.

Lắp đặt phần điện sử dụng cổng vào/ra 5. Viết chương trình theo ngôn ngữ SCL 6. Vận hành và kiểm tra Kiểm tra 4 Lắp ráp một trạmsản xuất 18 5 12 1 1. Thiết kế và chế tạo một số bộ phận cơ khí 2.

Lắp ráp các phần tử cơ khí và cảm biến 3. Hiệu chỉnh sơ đồ mạch (có thể dùng máy tính) 4. Lắp đặt phần điện sử dụng cổng vào/ra 5. Viết chương trình theo ngôn ngữ StL Kiểm tra Cộng 90 20 66 4 6 Bài 1 Lắp ráp trạm 1 cơ điện tử trạm 1 Mục tiêu - Mô tả được cấu trúc nguyên lý hoạt động của một hệ thống cơ điện tử sử dụng các phần tử thủy lực, khí nén và các động cơ điện.

- Tìm kiếm được thông tin từ các tài liệu kỹ thuật, bản vẽ, internet và áp dụng vào công việc. - Phân tích được các chức năng hoạt động, đặc biệt là chu trình làm việc và các điều kiện logic trong các quy trình tự động hóa. - Xây dựng được giải pháp cho các vấn đề liên quan đến các quá trình tự động hóa và vẽ các sơ đồ theo tiêu chuẩn. - Đọc, hiểu phân tích và vẽ được biểu đồ bước hành trình, các loại sơ đồ mạch ( mạch điện, thủy lực, khí nén,…) của hệ thống cơ điện tử.

- Sử dụng được các công cụ lập trình, các loại PLC và các thiết bị ngoại vi công nghiệp. - Thiết lập cấu hình cứng của PLC. - Hiểu được chương trình điều khiển ứng dụng được soạn thảo với các ngôn ngữ lập trình PLC theo tiêu chuẩn IEEC 1131-3. Có khả năng can thiệp, chỉnh sửa và soạn thảo những chương trình đơn giản bằng ít nhất một ngôn ngữ lập trình.

- Xác định được các bước cần thiết để thực hiện các công việc lắp đặt, đấu nối cho một hệ thống cơ điện tử điều khiển bằng PLC. - Tháo lắp bộ cảm biến và bộ phận/phần tử trong hệ thống cơ điện tử, thay thế và hiệu chỉnh các phần tử. - Tháo, lắp các cụm đế van, các phần tử điện. - Nạp các chương trình PLC và thử nghiệm, vận hành hệ thống cơ điện tử.

- Chủ động, sáng tạo và an toàn trong quá trình học tập. Lắp ráp phần cơ khí ( trạm cấp phôi ) Hình 1. Trạm cấp phôi 1. Bàn thí nghiệm Bàn thí nghiệm được thiết kế dạng tủ đứng có các bánh xe để di chuyển và tay cầm để nâng hạ, với kích thướt là 700 * 700 * 350 mm.1 Bàn thí nghiệm 8 1.

Tấm nhôm có rãnh Tấm nhôm được thiết kế với dạng có rãnh chạy theo chiều dọc, bằng cách ghép các thanh nhôm với nhau sẽ tạo ra được diện tích như mong muốn. Khi lắp đặt thiết bị lên tấm nhôm sẽ dễ dàng dịch chuyển theo vị trí mong muốn.2 Tấm nhôm có rãnh 1. Bảng điều khiển Trên bảng điều khiển có các thiết bị cơ bản phục vụ cho điều khiển một cụm chi tiết máy với các tính năng như sau: Công tắc khẩn cấp để ngắt nguồn khi cần thiết. Công tắc chọn chế độ làm việc Auto/Man.

Các nút nhấn điều khiển Start, Stop, Reset. bảng điều khiển 1. Module tay xoay Module tay xoay được thiết kế bằng khí nén, góc chuyển động xoay tối đa là 1800 và có thể điều chỉnh được bằng 02 cử chặn. Vị trí của hành trình di chuyển được xác định bằng công tác hành trình.

Phôi được hút bằng giác hút, dùng kỹ thuật hút chân không.4 Module tay xoay 1. Module cấp phôi Module cấp phôi dạng ống xếp, phôi được tách ra lần lượt ra khỏi ổ chứa. Xylanh tác động kép đẩy chi tiết phôi ở vị trí thấp nhất, khi xylanh trả về thì phôi kế tiếp tự động đi xuống, lần lượt cho đến hết các phôi. Trên hành trình của xylanh có 02 cảm biến tiệm cận để xác định vị trí của xylanh.5 Module cấp phôi 10 1.

Hiệu chỉnh cảm biến a. Cảm biến tiệm cận Cảm biến tiệm cận này được gắn trên thân của xylanh để xác định hành trình của xylanh. Cảm biến tiệm cận tác động bởi vòng nam châm được lắp trên piston của xylanh. Hiệu chỉnh vị trí bằng cách dùng lục giác để mở chốt và dịch chuyển đến vị trí mong muốn, sau đó cố định lại.

Cảm biến tiệm cận Lắp đặt cho cảm biến hoạt động bằng cách cấp nguồn 24 VDC vào các chân màu nâu và đen, chân tín hiệu out được kết nối về input của terminal hoặc trực tiếp vào plc. -Điều kiện tiên quyết: Module ổ chứa dạng xếp được lắp ráp, cảm biến tiệm cận được lắp ráp trước. Xylanh được nối ống dẫn khí. Nguồn khí nén được bật.

Cảm biến tiệm cận được nối dây. Thiết bị nguồn điện được bật. - Thực hiện: Sử dụng chốt ấn tay của van điện từ để đặt pittong ở vị trí mà mình muốn có. Thay đổi cảm biến dọc theo thân xylanh tới vị trí nó đóng, trạng thái chuyển mạch là khi đèn báo hiệu (LED) sáng.

11 Dịch chuyển cảm biến vài milimet tiếp theo cổng hướng tới khi nó ngắt (đèn LED tắt). Đặt công tắc chính ở vị trí chính giữa hai vị trí đóng & ngắt. Xiết chặt vít kẹp của cảm biến bằng tuanơvít 6 cạnh A/F 1.