Tải bản đầy đủ
CHƯƠN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐẾM CHAI VÀ ĐÓNG THÙNG TỰ ĐỘNG.

CHƯƠN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐẾM CHAI VÀ ĐÓNG THÙNG TỰ ĐỘNG.

Tải bản đầy đủ

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

Hình 4.0 Mô hình hệ thống
Yêu cầu với hệ thống là tự động hoàn toàn sau khi ấn nút Start:
+ Băng tải 2 chạy để đẩy thùng cũ ra và đưa thùng trống vào vị trí chắn cảm
biến S2 rồi dừng lại.
+ Sau khi thùng trống đặt đúng vị trí, băng tải 1 bắt đầu chạy, cảm biến S1
đếm số sản phẩm.
+ Khi đã đủ sản phẩm định trước thì băng tải 1 dừng, băng tải 2 chạy đến
khi đưa thùng trống vào vị trí S2, cảm biến S3 đếm số thùng. Quá trình
lặp lại.
+ Ấn Stop hệ thống dừng.

35
TĐH Quá Trình Công Nghệ

35

Lớp Điện 2-k8

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Sơ đồ khối.

Khoa Điện

Start

Chạy BT2 đẩy thùng cũ ra,
đưa thùng trống vào vị trí
Chắn cảm biến S2, dừng.

S2=1?

S

Chạy BT1.
S1 đếm sản phẩm

SP=n?

S

BT1 dừng, BT2 chạy
Cảm biến S3 đếm số thùng
Đưa thúng trống vào S2, BT2 dừng

S

Stop=?

End
Hình 4.1 Sơ đồ khối quá trình.
36
TĐH Quá Trình Công Nghệ

36

Lớp Điện 2-k8

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

II. Phân tích chọn phương án thiết kế.
Dựa trên những kiến thức đã học chúng em lựa chọn phương án thiết kế dùng
PLC S7-300 để điều khiển tự động quá trình, sử dụng máy tính giám sát và điều
khiển có cài phần mềm WinCC giao tiếp với PLC qua mạng truyền thông công
nghiệp.
Ưu điểm của phương án:
+ Đơn giản, dễ thực hiện, dựa trên những kiến thức đã học.
+ Có thể mô phỏng trực quan quá trình của hệ thống.
+ Phần mềm WinCC cho phép giám sát cũng như điều khiển hệ thống dễ
dàng.
+ Sử dụng PLC S7-300 rất ổn, phù hợp vời các bài toán điều khiển nhỏ.
Được ứng dụng nhiều trong thực tế.
III. Lựa chọn thiết bị.
1. Thiết bị điều khiển, giám sát.
a. PLC S7-300.

Hình 4.2 PLC S7-300 CPU 314C-2PN/DP
37
TĐH Quá Trình Công Nghệ

37

Lớp Điện 2-k8

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

Bộ điều khiển lập trình PLC (Programable Logic Controller) S7-300 của Simens
Đức sản xuất, là thiết bị điều khiển chính trong hệ thống chuyển liệu. PLC S7300 điều khiển trạng thái của của hệ thống thông qua tín hiệu đầu vào, dựa trên
nền tảng chương trình đã lập trình sẵn để quyết định quá trình hoạt động và xuất
tín hiệu ở ngõ ra. PLC trong hệ thống chuyển liệu có thể hoạt động độc lập hoặc
được kết nối với một máy tín điều khiển, giám sát thông qua mạng truyề thông.
Lựa chọn PLC S7-300 loại CPU 314 C2 DN/DP:
+ Có192kB bộ nhớ làm việc
+ Đầu vào/ra: 24DI/16DO, 4AI, 2AO, 1PT100.
+ Có 4 bộ đếm nhanh với xung nhịp 60KHZ
+ 2 cổng truyền thông, cổng truyền thông thứ 2 phục vụ việc nối mạng phân tán
có kèm những phần mềm tiên dụng được cài sẵn trong hệ điều hành (có thêm
cụm từ DP).
+ Giao diện MPI/DP 12Mbit/s và giao diện Ethernet PROFINET.
+ Bộ nguồn 24V DC.
b. Máy tính PC có cài phần mềm WinCC

Hình 4. PC cài phần mềm WinCC
Phần mềm WinCC của Siemens là một phần mềm chuyên dụng để xây dựng
giao diện điều khiển HMI (Human Machine Interface) cũng như phục vụ việc xử
38
TĐH Quá Trình Công Nghệ

38

Lớp Điện 2-k8

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

lý và lưu trữ dữ liệu trong một hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data
Aquisition). WinCC là chữ viết tắt của Windows Control Center (Trung tâm điều
khiển chạy trên nền Windows), nói cách khác, nó cung cấp các công cụ phần
mềm để thiết lập một giao diện điều khiển chạy trên các hệ điều hành
của Microsoft. Trong dòng các sản phẩm thiết kế giao diện phục vụ cho vận
hành và giám sát, WinCC thuộc thứ hạng SCADA (SCADA class) với những
chức năng hữu hiệu cho việc điều khiển:
- WinCC cho phép bạn quan sát quá trình được hiển thị đồ hoạ trên màn hình.
Màn hình hiển thị cập nhật mỗi lần một trạng thái trong quá trình thayđổi.
- WinCC cho phép bạn vận hành quy trình. Ví dụ, bạn có thể chỉ ra một điểm đặt
từ giao diện người dùng hoặc bạn có thể mở một van.
- WinCC cho phép bạn giám sát quá trình. Một cảnh báo sẽ báo hiệu một cách tự
động trong sự kiện của một trạng thái quá trình nghiêm trọng. Nếu một giá trị
được định nghĩa trước bị vượt quá, một thông báo sẽ xuất hiện trên màn hình.
- WinCC cho phép bạn lưu trữ quá trình. Khi làm việc với WinCC, những giá trị
quá trình có thể hoặc được in ra hoặc được lưu trữ theo kiểu điện tử. Điều này
tạo điều kiện cho thu thập thông tin của quy trình và cho phép truy cập tiếp theo
đến dữ liệu sản sinh ra trong quá khứ.
c. Rơ le trung gian.

Hình 4. Rơ le trung gian
Lựa chon Rơ le trung gian Omron MY4N.
39
TĐH Quá Trình Công Nghệ

39

Lớp Điện 2-k8

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

+ Điện áp cuộn dây DC-24V.
+ 14 chân dẹt, tiếp điểm chịu tải 0,5A
+ Có Led báo sáng.
d. Contactor
Lựa chon Con tactor LS MC-32a. 3 pha 380V.
+ Điệp áp cuộn dây 220V.
+ Dòng định mức 32A.

Hình 4. Contactor LS MC-32a

40
TĐH Quá Trình Công Nghệ

40

Lớp Điện 2-k8

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

e. Nút ấn.
Nút ấn lựa chọn là loại nút nhấp.

Hình .4 Nút ấn
2. Thiết bị cấp hiện trường.
a. Động cơ kéo băng tải.
Trong thiết kế băng tải, công việc chọn động cơ rất quan trọng.
Nếu chọn động cơ thiếu công suất sẽ không thể kéo tải được hoặc chạy không
đạt tốc độ gây nóng, mau hỏng động cơ.
Nếu chọn động cơ thừa công suất sẽ gây lãng phí chi phí băng tải.
Do vậy, căn cứ vào tải trọng và tốc độ gói hàng mà lựachọn động cơ cho phù
hợp.
Tính chọn động cơ:
Bước 1: Phân tích tải trọng.
+ Tổng tải trọng khối hàng trên băng chuyền
+ Tốc độ băng chuyền.
+ Hệ số ma sát
+ Hệ số ma sát pully
+ Hệ số ma sát hộp giảm tốc
+ Thời gian làm việc
+ Dòng điện
Bước 2: Tính chọn tỉ số truyền.
+ Tỉ số truyền bằng tỉ số vòng quay pully/bánh răng hộpsố.

41
TĐH Quá Trình Công Nghệ

41

Lớp Điện 2-k8

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

+ Tốc độ vòng quay pully: N1= tốc độ gói hàng/ Dxπ (D: Đường kính
pully).
+ Tốc độ vòng quay hộp số: N2=N1x(Tốc độ pully/ số rănghộp số).
+ Tỉ số truyền động cơ = tốc độ vòng quay hộp số / tốc độ vòng quay pully.
Bước 3: Tính mômen động cơ.
+ Momen đầu pully
+ Momen đầu hộp số
Bước 4: Tính công suất động cơ.
b. Hệ thống băng tải.
Lựa chọn hệ thống băng tải cao su vải bố EP

Hình 4. Băng tải
 Dây băng tải.

42
TĐH Quá Trình Công Nghệ

42

Lớp Điện 2-k8

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

Hình 4. Dây băng tải
Dây băng tải bố EP (polyester nylon) là loại băng tải có vải bố chịu lực bằng sợi
tổng hợp Polyester làm sợi dọc và sợi Nylon làm sợi ngang, băng tải EP sản xuất
có đặc điểm.
Độ dãn băng tải rất nhỏ làm cho hành trình khởi động ngắn hơn do vậy tiết kiệm
điện năng băng chuyền động êm đặc biệt là đối với các băng chuyền có độ dài
lớn. Chịu ẩm tốt hơn các loại bố khác vì sợi Polyester có đặc điểm chịu ẩm –
nước tốt do đó tuổi thọ băng kéo dài hơn; đặc biệt khi gặp ẩm cao; chịu nhiệt tốt
khi dưới 150 độ C.
Đặc điểm nổi bật của bẳng tải bố EP là độ dãn rất thấp nhỏ hơn 4%, vì vậy bề
mặt cao su sẽ không bị rạn nứt tránh được hiện tượng thẩm thấu là tác nhân gây
lão hóa tới các lớp bố và đồng thời các băng tải có độ dốc hơn 10% thì khuyến
cáo nên sử dụng băng tải bố EP vì nếu sử dụng bố NN hay bố khác dễ gặp các
sự cố do bị dẵn băng.
Băng Tải Bố EP dùng cho các ngành có tải trọng nặng như: tải than, tải đá, tải
đất, xi măng…
Công suất chuyền tải lớn.
Sức căng (lực kéo đứt) lớn.
Dây băng tải sử dụng được ở tốc độ cao.
Độ giãn thấp , chịu va đập mạnh.
Có độ bền cao, thích hợp cho đường tải dài .
43
TĐH Quá Trình Công Nghệ

43

Lớp Điện 2-k8

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

 Con lăn băng tải.
Con lăn là thiết bị quan trọng bậc nhất trong hệ thống băng tải công nghiệp sử
dụng con lăn để vận chuyển sản phẩm. Con lăn có thể dùng để nâng đỡ dây băng
tải hoặc vận chuyển trực tiếp những sản phẩm có mặt đáy phẳng cứng.

Hình 4. Con lăn băng tải
Con lăn phải đáp ứng những tiêu chí chất lượng như sau:


Con lăn có đường kính đủ lớn, chiều dày vỏ phải từ 2 mm trở lên, trục con
lăn phải đủ độ cứng vững.



Vòng bi chế tạo con lăn Phải là loại bi chính hãng có xuất xứ rõ ràng.



Con lăn có hệ thống phớt bảo vệ vòng bi: Đảm bảo cho con lăn hoạt động
làm việc ở nơi có độ ẩm ,môi trường bụi, mài mòn rỉ sét …



Con lăn khi chạy quay trơn , đồng tâm , không bị lắc, phát ra tiếng động
nhỏ.

c. Cảm biến.
Trong hệ thống chuyển liệu kết hợp băng tải ta dùng cảm biến quang loại thu
phát độc lập vì có những ưu điểm sau:
- Độ tin cậy cao
- Khoảng cách phát hiện xa: tối đa 60m (E3Z)
- Không bị ảnh hưởng bởi bề mặt, màu sắc vật
44
TĐH Quá Trình Công Nghệ

44

Lớp Điện 2-k8

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

Hình 4. Nguyên lý hoạt động
Lựa chọn cảm biến quang điện Omron E3F3 thu phát độc lập

Hình 4.9 Cảm biến quang điện Omron E3F3
Thông số kỹ thuật cảm biến quang điện Omron E3F3
Nguồn cấp: 12-24VDC
Khoảng cách phát hiện: 5m
Ngõ ra: PNP, NPN dòng 100mA
Thời gian đáp ứng: 2,5ms
Nhiệt độ làm việc: -25 đến 55 độ C
45
TĐH Quá Trình Công Nghệ

45

Lớp Điện 2-k8