BO GIAO DUC VA BAO TAO TRUONG DAL HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH CƠ KHÍ UNG DUNG PLC TRONG DIEU KHIEN SERVO KHÍ NÉN TRÊN CÁC THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP NGUYEN TAUY DUONG Neu@i huéng dan Luan van: PHAM VAN HUNG Hà Nội, 2010 Ludn văn thạo sỹ khoa học TỎI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những nghiên cứu và kết quả đạt được trong luận văn là do bản. thân tôi thục hiện đưới sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn lchoa học vả các tài Tiện tham khảo trích đẫn Học viên Nguyễn Thùy Dương, Ludn văn thạo sỹ khoa học MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. a LOT CAM ON. 4 TANH SÁCH HÌNH VỊ ANH SÁCH BANG BIEU TAA NOL DAL CHIØNG I:TỎNG QUAN KHÍ NÉI 1.1 Sự phát triển của khi nén.
Dặc trưng của khí nén.3 Hệ truyền động khí nén - .1 Ưu nhược điểm của hệ thẳng, 1 1.2 Cầu trúc của hệ truyền động khi nén l2 1. Động học và nhiệt động học các hệ truyền động khí nén.4 Tổn thất trơng hệ thông khí nén. Ứng đụng của hệ truyền động khi nén. CHƯƠNG II: HE THONG SERVO KHi NEN 2.1 Giới thiệu hệ thống serVo.
ceeeseeeseestteneeaniternsenntetanneeeniean en SO 2.2 Hệ thông servo điện.3 Hệ thẳng servo thủy lực.4 Tiệ thông servo khí nén.2 Xây dựng mô hình hệ thống khoan servo khí nén ứng đựng trong khai thác md 6 Vid nam - 34 3.1 Phân tích và lựa chọn -54 3.3 Xây đựng mô hình hệ thông khoan servo khí nén.3 Các phản tử điểu khiển. co ccc snienrireirrirorrooeo.4 Phần tử xử lý tín hiệu 64 CHƯƠNG II: UNG DUNG PLC DIEU KHIỂN SERVO KIOAN KHÍ NÉN TRONG KHAI THẮC MÔ 66 3.1 Điều khiến PLC 7 66 3.1L1PLG 66 tạ Ludn văn thạo sỹ khoa học LOICAM ON Táo giả xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Phạm Văn Hùng đã tận tỉnh hướng, dẫn trong quả trình nghiên cứu và làm luận văn. PGS đã đành nhiễu thời gian, công, sức giúp đỡ và tao điều kiện thuận lợi để lác giả hoàn thành luận vẫn này. Tác giả xin chân [hành cảm ơn các Thay Có giáo trong Bộ môn Máy và Ma sát học, Viện Cơ khí, Trường ĐHBK — Hà nội cùng bạn bẻ và các đồng nghiệp đã tạo điểu kiện thuận lại và giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn cũng như toàn bộ khóa họo Tiọc viên Nguyễn Thủy Dương Ludn van thac sf khoa hoe LỜI NÓI ĐẦU I.
Ly do chon dé tai: LIệ thẳng truyền động khí nén ngày cảng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp nhờ tỉnh ưu việt của nó như sạch, truyền dẫn vô cấp về tắc độ, khá năng quả tải rất ca, lâm việc tốt Irong môi trường khảo nghiệt, không gầy nguy cơ chảy nễ.Tuy nhiên hệ thông truyền động khi nén có hạn chế là khỏ điểu khiển chính xảe vị trí và tốc độ dịch chuyển. Để khắc phục nhược điểm này các nhà khoa học đã nghiên cứu wing đụng điều khiến servo vào trong hệ thống khí nén. Tuy nhiên, ở Việt Nam, nghiên cửu điều khiển servo khi nẻn vẫn còn khá mới mẻ. tác giả chọn dé tai: "Ung dung PLC trong diéu khién servo khi nen trên các thiết bị công nghiệp” nhằm nghiên cứu điểu khiến servo khi nén trên các thiết bị công nghiệp trên cơ sở một znô hình hệ thông servo khí nén cụ thể điều khién bang PLC II.
Tỉnh cấp thiết của đề tài Điều khiển servo khí nén được để cập tới tỉ những nắm đâu cia thé kp XXT với nhiều công trình nghiên cứu của nhóm tác giả các nước trên thế giới. Tại Việt Nam việc ứng dụng các hệ thống khí nén là rất phẻ biến. Với yếu cầu ngày cảng cao về tỉnh chỉnh xác và ấn định tốc độ trong quả trình hoạt động của hệ thống, vẫn đề điều khiển servo các hệ thống khí nén trở nên cấp thiết. Vì vậy để t này mong đóng góp những nghiên cứu bước đầu lrong việc nghiên cứu điều khiển servo các hề hổng khí nén trong công nghiệp cũng như Irong giảng đạy.
Mục dich, đối tượng, phạm vi nghiên cứu đề Mục đích: Xây đựng mô hình hệ thống servo khí nén điều khiển bằng PLC trong, công nghiệp Phạm ví nghiên cứu 3 phần: -_ Nghiên cửu các hệ thống khí nén - _ Nghiên cứu hệ thống servo khí nén trên cơ sở đỏ xây dựng mô hình servo khi nén ứng dụng trong công nghiệp - _ Ứng đụng PLC để điển khiển hệ thống servo khi nén trên. Ludn van thac sf khoa hoe TV. Ý nghĩa Việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo thành công hệ thống điều khiển servo Khí nén sẽ góp phần tiếp cận được công nghệ thiết kế và chế tạo các hệ thắng servo trong công nghiệp ngày nay. 118 théng servo nay cé thé tng dụng vào trong công nghiệp hoặc lâm thiết bi day hoc trong các trường Đại học công nghệ với giả thành chấp nhận được.
Ludn văn thạo sỹ khoa học 3.2 Cầu trac co ban cia PLC 66 3.2 Bé diéu khién PLC 87 — 200. Cầu trúc chung - 71 3. Câu trúc bộ nhớ 87-200 72 3.3 Điều khiển hệ thẳng, 74 3.1 Nguyên lý làm việc của hệ thông.3 Bảng tin hiệu LO. TẢI LIỆU THAM KHẢO.
PHỤ LỤC Ludn văn thạo sỹ khoa học Hinh 2.13 Xy lank Hinh 2.14 ThuẬI toán của hệ thẳng servo khí nên Hình 2.15 Graph tin hiệu của hệ thẳng servo vj tri khi nén Linh 2.16 “Một số ứng dụng bệ thẳng servo khi nén trang céng nghiệp Hinh 2.17 Sơ đã nguyên lý của van phân phổi điện từ 5/2 Hinh 2.18 Mat edt cia van tiất lưu Hinh 2.19 Van née hen chinh de Hình 2.20 Quan hệ lưu lượng trung bình và góc quay của trục tidt hen Hình 2.21 So dé trong đương của 2 loại van Hình Sơ đề nguyên lý của hệ thẳng Quan hà giữa năng lượng danh nghĩa trong đốt với gác quay của inh van tiết lịna Quan hệ giữa lưu lượng danh nghĩa tương đối với điện áp Âẩu vào Hinh 2.24 san tj lê Hinh M6 hink hệ thẳng Hinh 2.26 ^y lanh lác dụng don Hinh 2.27 Tuấc bún khí nên Hinh 2.28 Van điện từ Š/3 dùng trong hệ thủng Hinh 2.29 an điện từ 3/2 1ũnh 2.30 Van tbs ben 1ũnh 2.31 Thước kinh đo dịch chuyên đài và bộ mã hóa Hinh 2.32 Mach điên mã hóa Hình 2.33 TA xung rãnh và ấẫu đọc CHƯƠNG III Hình 3.1 Sơ đồ nguyên by cita 86 PLC Hinh 3.2 Vong quét Hinh 3.3 Giaa điện vào/ra.4 Cách ty tín hiệu vào Tinh 3.5 Cách by tín biệu ra Ludn van thac sf khoa hoe LỜI NÓI ĐẦU I. Ly do chon dé tai: LIệ thẳng truyền động khí nén ngày cảng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp nhờ tỉnh ưu việt của nó như sạch, truyền dẫn vô cấp về tắc độ, khá năng quả tải rất ca, lâm việc tốt Irong môi trường khảo nghiệt, không gầy nguy cơ chảy nễ.Tuy nhiên hệ thông truyền động khi nén có hạn chế là khỏ điểu khiển chính xảe vị trí và tốc độ dịch chuyển. Để khắc phục nhược điểm này các nhà khoa học đã nghiên cứu wing đụng điều khiến servo vào trong hệ thống khí nén. Tuy nhiên, ở Việt Nam, nghiên cửu điều khiển servo khi nẻn vẫn còn khá mới mẻ.
tác giả chọn dé tai: "Ung dung PLC trong diéu khién servo khi nen trên các thiết bị công nghiệp” nhằm nghiên cứu điểu khiến servo khi nén trên các thiết bị công nghiệp trên cơ sở một znô hình hệ thông servo khí nén cụ thể điều khién bang PLC II. Tỉnh cấp thiết của đề tài Điều khiển servo khí nén được để cập tới tỉ những nắm đâu cia thé kp XXT với nhiều công trình nghiên cứu của nhóm tác giả các nước trên thế giới. Tại Việt Nam việc ứng dụng các hệ thống khí nén là rất phẻ biến. Với yếu cầu ngày cảng cao về tỉnh chỉnh xác và ấn định tốc độ trong quả trình hoạt động của hệ thống, vẫn đề điều khiển servo các hệ thống khí nén trở nên cấp thiết.
Vì vậy để t này mong đóng góp những nghiên cứu bước đầu lrong việc nghiên cứu điều khiển servo các hề hổng khí nén trong công nghiệp cũng như Irong giảng đạy. Mục dich, đối tượng, phạm vi nghiên cứu đề Mục đích: Xây đựng mô hình hệ thống servo khí nén điều khiển bằng PLC trong, công nghiệp Phạm ví nghiên cứu 3 phần: -_ Nghiên cửu các hệ thống khí nén - _ Nghiên cứu hệ thống servo khí nén trên cơ sở đỏ xây dựng mô hình servo khi nén ứng dụng trong công nghiệp - _ Ứng đụng PLC để điển khiển hệ thống servo khi nén trên. Ludn văn thạo sỹ khoa học 3.2 Cầu trac co ban cia PLC 66 3.2 Bé diéu khién PLC 87 — 200. Cầu trúc chung - 71 3.
Câu trúc bộ nhớ 87-200 72 3.3 Điều khiển hệ thẳng, 74 3.1 Nguyên lý làm việc của hệ thông.3 Bảng tin hiệu LO. TẢI LIỆU THAM KHẢO. PHỤ LỤC Ludn van thac sf khoa hoe TV. Ý nghĩa Việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo thành công hệ thống điều khiển servo Khí nén sẽ góp phần tiếp cận được công nghệ thiết kế và chế tạo các hệ thắng servo trong công nghiệp ngày nay.
118 théng servo nay cé thé tng dụng vào trong công nghiệp hoặc lâm thiết bi day hoc trong các trường Đại học công nghệ với giả thành chấp nhận được. Ludn văn thạo sỹ khoa học DANH SÁCH HÌNH VẼ CHƯƠNG] Hinh1.1 Cấu trúc mạch điều khiến và cáo phẩn tie Tinh 1.2 Iệ thắng cùng cấp khi nén Tĩnh 1.3 -X lanh tác dụng don Hình 1.4 Xy lank mang Hình 1.5 Xv lank tác dụng kép Hình 1.6 Xy lanh quay thấy lực và xy lanh quay khí Hinh 1.7 Xy lank khéng trac Hinh 18 Sư đã để tình lập phương trình vận tắc lan truyền sóng khí nén Tinh 1.9 Sơ đã lập phương trình chuyên động Hình 1.10 Dé thi quan hé En Hinh 1.11 Tiết diện thay đổi Hình 1.12 Tiết diện gẫy khúc Hình 1.13 Tiết điện ồn cong Hinh 1.14 “Một số ứng dụng khi nén trong công nghiệp CHƯƠNG II Hinh 2.1 Hé théng servo don giản.2 Cơ chế bù sai sé vị trí của hệ thẳng serva Tinh 2.3 Các hệ thông điều khiẩn vi wi Hinh 2.4 Xœ đồ khốt hệ thống serva Hinh 2.5 Cầu tạa và nguyên lÿ bộ mã háa gác qua hệ thẳng servo điện Hinh 2.6 "Mạch diều khiển hệ thống servo Hinh 2.7 Sơ để khối hệ thông ervo thủy lực Hinh 2.8 _Mặt cắt ngang van servo kiéu Nozsleflapper Tinh 2.9 Sơ để khối bạ điều khiển serve thủy le Minh 2.10 THệ thẳng serva khí nón Hinh 2.11 an tỷ lệ Hình 23.12 3 vận bành của van tý lệ Ludn văn thạo sỹ khoa học Hinh 2.13 Xy lank Hinh 2.14 ThuẬI toán của hệ thẳng servo khí nên Hình 2.15 Graph tin hiệu của hệ thẳng servo vj tri khi nén Linh 2.