MỞ ĐẦU. Lý do chọn đề tài. Mục đích của đề tài. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Phương pháp nghiên cứu, kết cấu của đề tài. Trình tự thực hiện đề tài .4 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN. Giới thiệu chung.
Sơ lược về bộ điều khiển PLC. Hệ thống sản xuất linh hoạt MPS. Mô hình hệ thống MPS có sử dụng bộ điều khiển PLC. Hệ thống MPS của Festo.
Hệ thống MPS của công ty cổ phần thiết bị Hữu Hồng. So sánh PLC được sử dụng trong các hệ thống MPS. Các tiêu chuẩn thiết kế .15 V CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG. Tổng quan ý tưởng thiết kế.
Các phương án thiết kế. Đề xuất giải pháp thiết kế. Lựa chọn giải pháp thiết kế. Mô hình hệ thống thiết kế.
Đánh giá tính khả thi. Khả thi về mặt kỹ thuật. Khả thi về hoạt động. Phân tích chi phí.
Các ràng buộc thiết kế .21 CHƯƠNG 4: NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI THIẾT KẾ. Khả năng mua các thiết bị. Khả năng tháo lắp. Yếu tố môi trường.
Tính bền vững. Khả năng bảo dưỡng .24 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG. Cơ cấu chấp hành. Module truyền động trục vít me.
Giác hút chân không. Van hút chân không. Hệ thống điện. Relay trung gian.
Cảm biến quang. Cảm biến tiệm cận. Bộ drive TB6600. Cảm biến xi lanh hành trình.
Van điện từ khí nén. Thiết kế cơ khí. Thiết kế cho module cấp phôi. Thiết kế cho module vận chuyển.
Thiết kế cho module phân loại. Một số chi tiết khác. Tính công suất điện hệ thống. Thiết kế sơ đồ mạch khí nén .64 CHƯƠNG 6: LẬP TRÌNH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN.
Cấu trúc chung của PLC FX3U. Thông số kỹ thuật. Hình dáng bên ngoài và cấu trúc phần cứng. Các bộ nhớ và giao diện làm việc.
Lệnh LD, LDI. Lệnh SET, RST. Lệnh PLS, PLF. Các lệnh nâng cao.
Lệnh điều khiển vị trí. Thiết kế chương trình điều khiển hoạt động mô hình cấp phôi tự động. Mô tả nguyên lý hoạt động. Quy định thiết bị kết nối đầu vào/ra.
Lưu đồ thuật toán điều khiển. Thiết kế giao diện điều khiển. Giới thiệu phần mềm EasyBuilder Pro. Thực hiện thiết kế giao diện .81 CHƯƠNG 7: KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM.
Các kết quả đạt được. Chế tạo ra các module trong mô hình hệ thống. Lắp ráp hệ thống điện và khí nén. Hình ảnh mô hình hệ thống.
Thực nghiệm hệ thống qua giao diện điều khiển. Thực nghiệm hệ thống điều khiển qua giao diện. Bảng thông số, tính năng của mô hình hệ thống cấp phôi tự động. Hướng dẫn sử dụng.
Những khó khăn của đề tài.109 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ TÀI TƯƠNG LAI. Kết luận và kiến nghị. Kết quả đạt được. Đề tài tương lai .111 TÀI LIỆU THAM KHẢO.112 PHỤ LỤC A: CODE .114 PHỤ LỤC B: TIÊU CHUẨN .123 PHỤ LỤC C: CHI PHÍ .125 PHỤ LỤC D: BẢN VẼ .130 IX DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Phạm vi tham số mô hình hệ thống.1: So sánh mạch PLC trong mô hình hệ thống MPS hiện có.2: Ký hiệu của các thiết bị điện .1: Những ràng buộc trong thiết kế .1: Thông số động cơ GA25 – 370 .2: Phương pháp chế tạo các chi tiết khác .1: Lệnh LD, LDI .3: Lệnh SET, RST .4: Lệnh PLS, PLF.6: Thông số cài đặt thời gian trong PLC FX3U [17] .8: Thông số cài đặt bộ đếm trong PLC FX3U [17].10: Quy định đầu vào .11: Quy định đầu ra .12: Các chức năng cài đặt của Bit Lamp .13: Các chức năng cài đặt của Set Bit.14: Các chức năng cài đặt của Numeric .15: Cài đặt thông số cho trang vận hành .16: Cài đặt địa chỉ nút nhấn cho trang cài đặt .17: Cài đặt dữ liệu nhập/xuất cho trang cài đặt .1: Thông số mô hình hệ thống .2: Trường hợp sự cố xảy ra khi vận hành .108 XI DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 2.1: Hệ thống MPS - 205 của hãng Festo [4] .2: Sơ đồ khối của các trạm [4] .3: Trạm phân phối của hãng Festo [4] .4: Trạm phân loại của hãng Festo [4] .5: Trạm gắp và đặt của hãng Festo [4] .6: Mô hình đào tạo dây chuyền sản xuất tự động cấp của công ty cổ phần thiết bị công nghiệp Hữu Hồng [5] .7: Trạm cung cấp của công ty cổ phần thiết bị công nghiệp Hữu Hồng [5] .8: Trạm phân loại của công ty cổ phần thiết bị công nghiệp Hữu Hồng [5] .9: Trạm vận chuyển của công ty cổ phần thiết bị công nghiệp Hữu Hồng [5] .1: Sơ đồ tương tác giữa các module .2: Mô hình hệ cấp phôi tự động.1: Xi lanh tác động kép (2 chiều) .2: Cấu tạo xi lanh khí nén xoay HQR10A của hãng AIRTAC .3: Ký hiệu xi lanh khí nén xoay.4: Động cơ bước nam châm vĩnh cửu loại đơn cực [8] .5: Cấu tạo động cơ bước lai [8] .6: Cấu tạo động cơ biến trở từ [8] .7: Điều khiển động cơ bước .9: Băng tải PVC mini[10] .10: Nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều DC [11] .12: Ký hiệu van tiết lưu 2 chiều có điều chỉnh .13: Giác hút chân không .14: Nguyên lý hoạt động của giác hút chân không .15: Van chân không của hãng Airbest .16: Nguyên lý hoạt động của van hút chân không .17: MCB của hãng CHINT.18: Nút dừng khẩn cấp LA38 - 11ZS .19: Nút nhấn nhả không đèn PGF-F10 .20: Đèn báo AD16-22DS .21: Relay trung gian .22: Ký hiệu các chân relay 8 chân .23: Cảm biến quang .24: Cảm biến tiệm cận điện dung .25: Cảm biến tiệm cận từ .26: Bộ drive TB6600 .27: Cảm biến hành trình .29: Van điện từ SY3120 - 5LZD - M5 .30: Kích thước phôi .31: Phễu dạng ống mica .33: Kích thước khung nhôm định hình .34: Công cụ tính toán lựa chọn.35: Thông số SLW 1040.36: Động cơ bước size 42 .37: Hệ số chế độ làm việc phụ thuộc vào loại máy .38: Khớp nối đàn hồi .41: Sơ đồ mạch khí nén .1: PLC FX3U - 32MR/ES .2: Module định vị FX3U - 2HSY - ADP.3: Hình dáng bên ngoài của bộ điều khiển PLC FX3U [17] .4: Sơ đồ chân kết nối của bộ điều khiển PLC FX3U [17].5: Sơ đồ tổng quan kết nối với FX3U - 32MR/ES - A .6: Giao diện lập trình GX Works2 .7: Cấu trúc lệnh DECO.8: Cách giải mã bit nhị phân.9: Cấu trúc lệnh PLSY .10: Cấu trúc lệnh DRVI .11: Cấu trúc lệnh DRVA .12: Cấu trúc lệnh ZRN .13: Sơ đồ chu trình cấp phôi .14: Sơ đồ chu trình vận chuyển .15: Sơ đồ chu trình phân loại.16: Cửa sổ chọn khung mẫu .17: Cửa số kết nối thiết bị.18: Cấu hình các thông số .19: Cửa sổ màn hình .20: Thiết lập Bit Lamp .21: Thiết lập Set Bit .22: Thiết lập Numeric .23: Giao diện của trang vận hành .24: Giao diện của trang data .25: Giao diện của trang cài đặt .26: Giao diện của trang I/O Device .1: Module cấp phôi .2: Module vận chuyển .3: Module phân loại .4: Lắp ráp hệ thống điện - khí nén .5: Mô hình sản phẩm .6: Thực nghiệm trên trang vận hành.7: Thực nghiệm trên trang cài đặt.8: Thực nghiệm trên trang dữ liệu .9: Thực nghiệm trên trang I/O Device .10: Nhập giá trị cho các tần số .11: Hiện thị báo lỗi .107 XV DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT a) Danh mục chữ viết tắt STT Chữ viết Tên tiếng anh Ý nghĩa tắt 1 A Ampere Đơn vị đo dòng điện Bảng điều khiển được sử dụng để 2 CB Control Box quản lý và kiểm soát hoạt động của các cảm biến 3 COM Common Chân tiếp điểm chung của thiết bị Một tổ chức độc lập tại Canada chuyên về việc phát triển và thiết lập Canadian Standards các tiêu chuẩn kỹ thuật, bao gồm cả 4 CSA Association tiêu chuẩn an toàn, hiệu suất và môi trường cho một loạt các sản phẩm và ngành công nghiệp Động cơ chạy bằng dòng điện một 5 DC Direct Current Motors chiều Double Pole Double 6 DPDT Một cấu trúc của relay Throw International Một tổ chức quốc tế hoạt động trong 7 IEC Electrotechnical lĩnh vực tiêu chuẩn hóa các công nghệ Commission điện, điện tử và liên quan đến điện LAD Ladder Diagram Một trong những ngôn ngữ lập trình 8 FBD Function Block Diagram chính trong các hệ thống PLC Miniature Circuit Một thiết bị bảo vệ điện được sử dụng 9 MCB Breaker phổ biến trong hệ thống điện XVI Moduler Production 10 MPS Một hệ thống tổ chức sản xuất System.
Chân tiếp điểm thường đóng của thiết 11 NC Normally Closed bị Chân tiếp điểm thường mở của thiết 12 NO Normally Open bị Negative - Positive- 13 NPN Một cấu trúc của linh kiện transistor Negative Programmable Logic 14 PLC Bộ điều khiển có thể lập trình được Controller Tốc độ của các xung điện được tạo ra 15 PPS Pulses Per Second hoặc đo trong một đơn vị thời gian là một giây Robotics and Tên một phòng lab của trường đại học 16 RM lab Mechatronic Lab Phenikaa Một dạng biểu đồ cấu trúc trong đó Sequential Function quy trình điều khiển được biểu diễn 17 SFC Chart dưới dạng các bước tuần tự, giúp hiểu rõ quá trình hoạt động của hệ thống Một loại module truyền động được sử Screw Linear 18 SLW dụng trong các hệ thống trục vít me Workbench (lead screw) Van điện từ có hai trạng thái hoạt 19 TPC Two - Position Closed động: mở và đóng. Cũng là một nhà sản xuất van điện từ XVII Một tổ chức độc lập có trụ sở tại Hoa Underwriters 20 UL Kỳ chuyên về xác nhận tuân thủ và Laboratories thử nghiệm an toàn sản phẩm Volts Alternating 21 VAC Điện áp dòng điện xoay chiều Current 22 VDC Volts Direct Current Điện áp dòng điện một chiều b) Danh mục ký hiệu toán học STT Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa 1 độ 1 vòng = 360 2 rad = 3,1415926. 3 V vòng/giây Vận tốc trung bình của động cơ bước 4 n ---- Số lần dịch bước 5 t s Thời gian theo giây 6 rad Góc bước của động cơ 7 f Hz Tần số dịch bước 8 S mm Hành trình của piston 9 mi kg Khối lượng của phần tử thứ i (i = 1,2, 3, .