ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH NINH THUẬN TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN ----------------------------------------- GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 31: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1 NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-. năm 2019 của Trường Cao đẳng nghề Ninh Thuận) Ninh Thuận, năm 2019 (Lưu hành nội bộ) 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2 LỜI NÓI ĐẦU Trong chương trình đào tạo của các trường trung cấp nghề, cao đẳng nghề.
thực hành nghề giữ một vị trí rất quan trọng: rèn luyện tay nghề cho học sinh. Việc dạy thực hành đòi hỏi nhiều yếu tố: vật tư thiết bị đầy đủ đồng thời cần một giáo trình nội bộ, mang tính khoa học và đáp ứng với yêu cầu thực tế. Nội dung của giáo trình “LẮP ĐẶT VẬN HÀNH HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1 ” đã được xây dựng trên cơ sở kế thừa những nội dung giảng dạy của các trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,. Giáo trình nội bộ này do các nhà giáo có nhiều kinh nghiệm nhiều năm làm công tác trong ngành đào tạo chuyên nghiệp.
Giáo trình được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức mới và biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề cập những nội dung cơ bản, cốt yếu để tùy theo tính chất của các ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp và không trái với quy định của chương trình khung đào tạo cao đẳng nghề. Tuy các tác giả đã có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và các chuyên gia kỹ thuật đầu ngành. Xin trân trọng cảm ơn! 3 MỤC LỤC 1. Giới thiệu trạm Cấp phôi.
Nội dung đào tạo. Thông số kỹ thuật. An toàn khi vận hành.1 Bàn thí nghiệm. 2 Tấm nhôm có rãnh.
3 Bảng điều khiển. 4 Module tay xoay. 5 Module cấp phôi. 6 Hiệu chỉnh cảm biến.
PHÂN TÍCH VẬN HÀNH TRẠM CẤP PHÔI. Phân tích – nhận dạng thiết bị. Phân tích – Nối cáp. Phân tích – Địa chỉ cổng xuất/nhập.
Phân tích – Địa chỉ cổng nhập/xuất mở rộng. CẤU TRÚC PLC S7-300 VÀ TẬP LỆNH CĂN BẢN. Tổng quan về PLC S7-300. Cấu trúc tập lệnh, vùng nhớ, ngôn ngữ lập trình.
Các kiểu số học trong PLC S7-300. Các tập lệnh về Bit logic. Giải thuật lập trình Graph. CÁC TẬP LỆNH SO SÁNH, COUNTER, TIMER.
Lệnh nạp và truyền dữ liệu. Các tập lệnh về Timer. Các tập lệnh so sánh số học. Các tập lệnh về Counter.
Lập kế hoạch. Vận hành – Hiệu chỉnh trên trạm. Vận hành – Hiệu chỉnh trên trạm mở rộng. Vận hành – Nạp chương trình và chạy thử.
Bàn thí nghiệm.77 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. Tấm nhôm có rãnh. Bảng điều khiển. Module nâng hạ.
Module kiểm tra. Module nhận dạng. Module máng trượt. Cảm biến khuyếch tán (Giá giữ phôi, phát hiện chi tiết phôi).
Hiệu chỉnh valve tiết lưu. Hiệu chỉnh cơ khí. Các kiểu số học trong PLC S7-300. Vận hành – Hiệu chỉnh trên trạm.
Vận hành – Hiệu chỉnh trên trạm mở rộng. Bàn thí nghiệm. Tấm nhôm có rãnh. Bảng điều khiển.
Module kiểm tra. Module bàn quay phân độ. Hiệu chỉnh valve tiết lưu. Phân tích – nhận dạng thiết bị.
Phân tích – Nối cáp. Phân tích – Địa chỉ cổng xuất/nhập. Phân tích – Địa chỉ cổng nhập/xuất mở rộng. Vận hành – Hiệu chỉnh trên trạm.
Vận hành – Hiệu chỉnh trên trạm mở rộng. Vận hành – Nạp chương trình và chạy thử. Bàn thí nghiệm. Tấm nhôm có rãnh.
Bảng điều khiển. Mô đun băng chuyền trung gian. Hiệu chỉnh cảm biến. Hiệu chỉnh cơ khí.
Nối ống khí nén. Cấp nguồn điện. Nạp chương trình cho PLC. Lập trình điều khiển trạm di chuyển về vị trí gốc.
Lập trình điều khiển băng tải. Lập trình điều khiển bộ phận tách. Lập trình điều khiển trạm vận hành theo qui trình (đơn giản). Lập trình điều khiển trạm vận hành theo qui trình (toàn bộ qui trình).146 7 LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ BÀI 1: TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA CẢM BIẾN Mục tiêu: - Mô tả được tính chất và ứng dụng của cảm biến - Tìm kiếm được thông tin từ các tài liệu kỹ thuật, bản vẽ, internet và áp dụng vào công việc.
- Lựa chọn được các cảm biến tương tự và số cho các ứng dụng cụ thể. - Đọc và vẽ được các bản vẽ kỹ thuật có sử dụng cảm biến. - Lập trình điều khiển sử dụng cảm biến cho tín hiệu tương tự. - Nạp chương trình và kiểm tra hoạt động.
- Chủ động, sáng tạo và an toàn trong quá trình học tập. Phát hiện vật thể bằng cảm biến từ tiệm cận Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ (Inductive proximity sensor) K ý hi Nguyên lý hoạt động và ký hiệu trên ệ sơ đồ mạch điện của sensor cảm ứng u từ Các đặc trưng cơ bản của một cảm biến cảm ứng từ: - Đối tượng phát hiện: Kim loại sắt từ. - Khoảng cách phát hiện: 0,8 – 10mm, ( loại có độ nhạy cao nhất - max 250mm) - Điện áp cung cấp: 10-30 VDC - Dòng điện cung cấp ra tải: 75 - 400mA Nguyên lý hoạt động: 8 Khi vật thể bằng kim loại được đưa vào vùng tác dụng của sensor, dòng điện xoáy xuất hiện trong vật thể, nó làm suy giảm năng lượng của bộ tạo dao động(Oscillator). Điều đó dẫn đến sự thay đổi dòng điện tiêu thụ của sensor.
Như vậy, hai trạng thái: suy giảm và không suy giảm dòng điện tiêu thụ của sensor dẫn đến chuyển trạng thái “có” hay “không” bằng mức xung điện áp ra. Xem sơ đồ nguyên lý mạch điện tử của cảm biến cảm ứng từ Sơ đồ nguyên lý của cảm biến cảm ứng từ 2. Cảm biến tiệm cận điện dung ( capacitive proximity sensor) Ký hiệu Kí hiệu và sơ đồ nguyên 9 lý Nguyên lý làm việc (hình 4.12): - Cảm biến điện dung phát hiện được các vật thể làm bằng vật liệu bất kỳ ( kim loại, đá, gỗ , nước. - Khi vật thể được dẫn vào vùng tác dụng của cảm biến, điện dung của một tụ điện ( được hình thành bởi vật thể và bản cực của cảm biến) thay đổi.
Điện dung này tham gia trong một mạch cộng hưởng RC của cảm biến. Trang thái cộng hưởng thay đổi dẫn đến thay đổi dòng điện tiêu thụ của cảm biến và tương ứng với “có” hay “ không có” vật thể trong vùng phát hiện của cảm biến.8 Cảm biến tiệm cận quang (Optical proximity sensors) Ký hiệu Hình 4.13 Kí hiệu và sơ đồ nguyên lí Nguyên lý làm việc : Bộ phận phát sẽ phát đi tia hồng ngoại bằng điôt phát quang, khi gặp vật chắn, tia hồng ngoại sẽ phản hồi lại bộ phận nhận. Như vậy ở bộ phận nhận, tia hồng ngoại phản hồi là tín hiệu kích thích tạo nên tín hiệu ra 2. Phát hiện vật thể bằng cảm biến từ trường 10 3.
Phát hiện vật thể bằng cảm biến quang 4. Phát hiện vật thể bằng cảm biến điện dung 4.1 Nguyên lý hoạt động Cảm biến tiệm cận kiểu điện dung phát hiện sự thay đổi điện dung giữa cảm biến và đối tượng cần phát hiện. Giá trị điện dung phụ thuộc vào kích thước và khoảng cách của đối tượng. Một cảm biến tiệm cận điện dung thông thường tương tự như tụ điện với 2 bản điện cực song song, và điện dung thay đổi giữa 2 bản cực đó sẽ được phát hiện.
Một tấm điện cực là đối tượng cần phát hiện và một tấm kia là bề mặt của cảm biến. Đối tượng có thể được phát hiện phụ thuộc vào giá trị điện môi của chúng.1: Nguyên lý làm việc 4.2 Cấu tạo Đầu phát hiện trong cảm biến lân cận điện dung là một bản cực của tụ điện. Khi mục tiêu cần phát hiện di chuyển đến gần đầu phát hiện của cảm biến sẽ làm điện dung của tụ điện (được tạo bởi một bản cực là bề mặt của đầu thu và bản cực còn lại chính là đối tượng) C bị thay đổi. Khi điện dung của tụ điện bị thay đổi thì mạch dao động sẽ tạo ra tín hiệu dao động.
Khi tín hiệu dao động có biên độ lớn hơn một ngưỡng đặt trước mạch phát hiện mức sẽ điều khiển mạch ra ở trạng thái ON. Khi đối tượng ở xa cảm biến, biên độ tín hiệu ở mạch dao động sẽ nhỏ, mạch phat hiện mức sẽ điều khiển mạch ra ở trạng thái OFF.1: Cấu tạo cảm biến điện dung 4.3 Ứng dụng Phát hiện theo nguyên tắc tĩnh điện (sự thay đổi điện dung giữa vật cảm biến và đầu cảm biến), cho phép phát hiện không tiếp xúc các vật kim loại hoặc phi kim (kính, gỗ, nước, dầu….), phát hiện gián tiếp các vật liệu bên trong thùng chứa phi kim loại, điều chỉnh khoảng cách phát hiện từ 3 ÷ 25mm. Một số loại cảm biến tiệm cận điện dung của hãng Omron: 11 Hình 2.2: Một số loại cảm biến tiệm cận của hãng Omron Hai cảm biến Hai cảm biến đối diện Khoảng cách 2 cảm song song nhau biến Hình 2.3: Khoảng cách giữa hai cảm biến: Hình 2.4: Phát hiện mức đầy trong các Hình 2.5: Phát hiện và duy trì mức chất container phi kim loại lỏng trong bể chứa. Đo khoảng cách với cơ cấu biên trở Cảm biến vị trí thực hiện đo vị trí vật lý của vật so với một điểm chuẩn.
Thông tin có thể là vị trí góc hoặc độ quay.1 Nguyên lý làm việc Một chiết áp dùng để chuyển đổi góc quay hoặc độ dịch chuyển tuyến tính hóa thành điện áp. Thực chất thì bản thân chiết áp là điện trở nhưng chính giá trị này dễ dàng được chuyển đổi thành điện áp. Các chiết áp sử dụng làm cảm biến vị trí về nguyên tắc giống như điều chỉnh âm lượng nhưng có những điểm khác. Một chiết áp dùng để điều chỉnh âm lượng, sự thay đổi điện trở có thể ở dạng phi tuyến 12 miễn sao thay đổi được âm thanh, còn chiết áp dùng để đo vị trí góc phải biến đổi tuyến tính – nghĩa là sự thay đổi điện trở tuyến tính theo trục quay.
Chiết áp dịch chuyển Chiết áp Ký hiệu tuyến tính Hình 2.