Download miễn phí Soạn đề cương thực tập điện - Khí nén cho sinh viên ngành điện và thi công mô hình tay máy
Khí nén là một khái niệm đã có từ rất lâu, trước Công nguyên, khí nén đã được biết đến với một vài ứng dụng trong chế tạo vũ khí. Từ những năm 140 TCN, con người đã biết chế tạo ra thiết bị bắn tên hay ném đá ứng dụng nguyên lý khí nén.
Tuy nhiên do sự phát triển khoa học kỹ thuật thời đó không đồng bộ, không có sự phối hợp về kiến thức giữa các ngành như vật lý, cơ học, vật liệu nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế, chủ yếu là trong lĩnh vực chế tạo vũ khí.
Đến thế kỷ 17, kỹ sư chế tạo người Đức là Otto von Guerike (1602 – 1686), nhà tốn học người Pháp là Blaise Pascal (1623 – 1662) cùng với nhà vật lý học người Pháp là Denis Papin (1647 – 1712) đã xây dựng nền tảng cho việc ứng dụng của khí nén.
Trong thế kỷ 19 , hàng lọat các phát minh ứng dụng khí nén ra đời. Tại Paris những năm 70 của thế kỷ 19 đã xuất hiện một trung tâm sử dụng năng lượng khí nén có công suất lớn.
Thời gian gần đây, do sự phát triển của năng lượng điện, ứng dụng của năng lượng khí nén có giảm. Tuy nhiên do tính an tồn cao hơn sử dụng điện nên việc sử dụng năng lượng khí nén vẫn đóng một vai trò khá quan trọng trong các lĩnh vực mà nếu sử dụng điện sẽ gây nguy hiểm.
II. Tầm quan trọng và khả năng ứng dụng của khí nén:
1./ Trong lĩnh vực điều khiển:
Những năm sau khi cuộc cách mạng công nghiệp nổ ra, do sự tất yếu của quá trình tự động hóa trong sản xuất, kỹ thuật điểu khiển bằng khí nén được phát triển rộng rãi và đa dạng hơn.
Hệ thống điều khiển bằng khí nén thường được sử dụng trong các lĩnh vực có nguy cơ xảy ra các nguy hiểm cao do điều kiện vệ sinh mối trường khá tốt và tính an tồn cao.
Hệ thống điều khiển bằng khí nén thường được sử dụng trong các lĩnh vực như: các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá kẹp chi tiết, lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử hay trong các thiết bị vận chuyển và kiểm tra.
2./ Trong lĩnh vực truyền động:
_ Các dụng cụ, thiết bị, máy va đập trong lĩnh vực khai thác than, khai thác đá hay trong các công trình xây dựng.
_ Truyền động quay với công suất lớn bằng khí nén giá thành rất cao, cao hơn từ 10 đến 15 lần so với động cơ điện. Nhưng ngược lại, thể tích và năng lượng chỉ bằng 2/3 như những công cụ vặn vít, máy khoan, máy mài là những công cụ có khả năng sử dụng truyền động bằng khí nén.
_ Truyền động thẳng: các đồ gá kẹp chi tiết, các thiết bị đóng gói các thiết bị máy gia công, các thiết bị làm sạch hay các hệ thống phanh hãm của ôtô.
_ Trong các hệ thống đo đạc và kiểm tra chất lượng sản phẩm.
III. Ưu – nhược điểm của khí nén:
1./ Ưu điểm :
_ Có khả năng trích chứa để thành lập trạm trích chứa khí nén.
_ Có khả năng truyền tải năng lượng đi xa do độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất trên đường dẫn thấp.
_ Không gây ô nhiễm môi trường.
_ Hệ thống phòng ngừa qúa áp suất giới hạn được đảm bảo.
2./ Nhược điểm :
_ Lực truyền tải trong thấp.
_ Khi tải trọng thay đổi, vận tốc truyền cũng thay đổi.
_ Dòng khí nén thốt ra gây tiếng ồn lớn.
IV. Mục đích yêu cầu – Giới hạn đề tài:
Trong giai đoạn hiện nay, Việt Nam đang tiến hành công cuộc công nghiệp hóa đất nước, do đó vấn đề TỰ ĐỘNG HÓA trong sản xuất đang được đặt lên hàng đầu. Tự động hóa trong sản xuất công nghiệp sẽ góp phần tăng năng suất lao động của người công nhân, giảm bớt sức lực bỏ ra trong các công việc nặng nhọc, hạ giá thành nhưng lại nâng cao chất lượng sản phẩm. Mặt khác đáp ứng đòi hỏi ngày càng cao của ngành công nghiệp như: chính xác, an tồn, tiện lợi, dễ kiểm tra, kiểm sốt
Muốn có được điều đó, cần có sự kết hợp chặt chẽ giữa hai lĩnh vực mà trước đây chúng hồn tồn độc lập với nhau: đó là điện – điện tử và cơ khí. Do đó, một thuật ngữ mới ra đời trong những năm gần đây là CƠ – ĐIỆN TỬ (Mechatronic).
Tuy nhiên , để có thể làm việc tốt trong một môi trường sản xuất với các thiết bị tự động, người lao động phải được đào tạo cơ bản. Ngày nay, một số trường Đại học, trung học nghề đã đưa bộ môn Cơ – Điện tử vào giảng dạy cho học sinh nhằm tạo cho họ có được những kiến thức cơ bản về tự động hóa phục vụ cho công việc sau này .
Chính vì những lý do vừa nêu đã thúc đẩy em thực hiện đề tài này. Là một đề tài mang tính chất một tài liệu hướng dẫn thực tập cho sinh viên ngành điện nên được chia làm 2 phần:
_ Lý thuyết và bài tập Điều khiển bằng Khí nén .
_ Lý thuyết và bài tập Điều khiển bằng Điện – Khí nén kết hợp với PLC.
Với cách trình bày trên, giúp cho sinh viên có được sự so sánh giữa hai kỹ thuật điều khiển: điều khiển đơn thuần bằng khí nén và hệ thống khí nén được điều khiển bằng điện kết hợp với điều khiển lập trình PLC, từ đó rút ra được những ưu và nhược điểm giữa hai phương pháp điều khiển này.
Song song với việc xây dựng hệ thống bài thực tập như trên, em cùng với sinh viên Phù Quốc Thái, người cùng làm chung một đề tài, đã thiết kế một mô hình tay máy gắp sản phẩm ứng dụng khí nén và PLC để điều khiển. Đây là một ứng công cụ thể trong sản xuất công nghiệp.
Do đây là lần đầu tiên em nghiên cứu về lĩnh vực khá mới mẻ này, đồng thời với khả năng và quỹ thời gian hạn chế nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự góp ý của thầy cô và bạn bè để đồ án được tốt hơn.
KẾT LUẬN
I . TỰ ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI:
Trong thời gian thực hiện đề tài, được sự hướng dẫn tận tình của thầy Vũ Đỗ Cường, giáo viên hướng dẫn, và các thầy cô trong Khoa Điện và Trung tâm Đào tạo Việt Đức, nhóm sinh viên thực hiện đã hồn thành đúng thời gian và kế hoạch được giao.
Đề tài hồn thành những nội dung sau đây:
_ Soạn lý thuyết hướng dẫn thực tập và các bài thực tập Khí nén và Điện – Khí nén cho sinh viên ngành Điện.
_ Thi công thành công mô hình tay máy gắp sản phẩm ứng dụng Khí nén và PLC trong điều khiển.
Nhóm sinh viên đã cố gắng biên soạn các bài thực tập một cách rõ ràng, sắp xếp theo ý tưởng từ đơn giản đến phức tạp giúp sinh viên thực tập có thể nắm bắt một cách cơ bản về một lĩnh vực khá mới mẻ. Tuy nhiên đây là một đề tài soạn tài liệu thực tập về một môn học mới, cộng với quỹ thời gian và kiến thức có hạn nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót về mặt nội dung cũng như hình thức trình bày.
Tuy nhiên, bên cạnh đó, chính do thực hiện đề tài này mà nhóm sinh viên đã tích lũy được những kiến thức kinh ngiệm hết sức quý báu về một lĩnh vực mới và mong rằng với những kiến thức và kinh nghiệm đó sẽ giúp đỡ chúng em rất nhiều sau này.
II . HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI:
Về mặt nội dung, nhóm sinh viên đã thực hiện đầy đủ các nội dung đã đề ra. Tuy nhiên, trong quá trình thi công mô hình tay máy, nhóm đã chưa đưa ra các vấn đề hoạt động của tay máy khi mất điện và có điện trở lại cũng như vấn đề bảo dưỡng, bảo trì các thiết bị điện và cơ khí.
Vì vậy, nhóm sinh viên thực hiện đề tài này mong các bạn sinh viên khóa sau tiếp tục nghiên cứu các vấn đề còn lại để đề tài được hồn chỉnh hơn.
Thành phố Hồ Chí Minh. Tháng 3 năm 2000
Sinh viên thực hiện
Phạm Văn Tâm
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
từ 5/2 bằng van điện từ 3/2, như vậy mạch vẫn hoạt động đúng với yêu cầu điều khiển đã đề ra.BÀI TẬP 2
THIẾT BỊ SẮP XẾP
Mục đích – yêu cầu:
Điều khiển gián tiếp thông qua sự phản hồi của tiếp điểm hành trình điện cơ.
Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động.
Thiết kế mạch khí nén và mạch điện điều khiển, từ đó chuyển sang chương trình PLC.
Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch .
Mô tả yêu cầu điều khiển:
Có 4 loại gỗ khác nhau được cho vào 4 ngăn xếp.
Xilanh A có nhiệm vụ đẩy ra một bộ gồm 4 lọai gỗ, mỗi thứ 1 thanh.
Bằng cách nhấn một nút nhấn, không cần giữ tay, xilanh A đi ra, sau đó tự động lùi về.
Hình 3-18 Thiết bị sắp xếp
Tiến trình thí nghiệm:
Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh.
Từ biểu đồ trạng thái, hãy thiết kế mạch khí nén, mạch điện điều khiển theo biểu đồ trạng thái vừa vẽ.
Từ mạch điện – khí nén vừa thiết kế, hãy nêu nguyên lý hoạt động của mạch.
Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm.
Lắp ráp mạch điện điều khiển và kết nối với mạch khí nén.
Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí.
Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động; so sánh hoạt động của mạch và yêu cầu điều khiển đã đề ra.
Dựa theo mạch điện khí nén đã thiết kế, hãy viết chương trình PLC.
Kết nối các ngõ vào/ra của CPU với các thiết bị.
Nạp chương trình và cho mạch hoạt động theo chương trình vừa viết.
Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ.
s
Nếu tiếp điểm hành trình không được đặt ở cuối hành trình của xilanh mà đặt ở khoảng giữa của hành trình thì mạch hoạt động như thế nào ? Vì sao?
Nêu ứng dụng của tiếp điểm hành trình điện cơ ?
Bài giải:
Biểu đồ trạng thái:
l
l
1
2
0
l
l
l
l
3º1
1
0
1
A
PSB
Mạch điều khiển điện - khí nén:
Thiết bị sử dụng:
_ 1 nút nhấn thường hở.
_ 2 rơ le điện từ.
_ 1 van điện từ 5/2 tác dụng 2 chiều.
_ 1 tiếp điểm hành trình điện cơ.
_ 1 xilanh tác dụng kép.
Quy trình điều khiển:
Xilanh
+A
-A
Công tắc hành trình
PSB
S
Nam châm điện
Y1
Y2
°
°
°
°
·
·
·
·
PSB
K1
S
K2
1
2
+24V
0V
°
°
°
°
°
°
·
·
K1
Y1
3
°
°
°
°
·
·
K2
Y2
4
°
°
°
°
Nguyên lý hoạt động của mạch:
Khi nhấn nút nhấn PBS, cuộn K1 có điện.
Tiếp điểm K1 đóng lại làm cuộn dây Y1 của van điện từ có điện làm cho van điện từ 5/2 đảo chiều và xilanh A đi ra. Do van điện từ có “nhớ” nên dù ta không giữ nút nhấn, van vẫn không trở về vị trí ban đầu.
Xilanh A đi ra chạm vào tiếp điểm hành trình S làm cho cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm K2 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 có điện, van điện từ trở về vị trí ban đầu, xilanh A lùi về.
Chương trình PLC:
Xác định I/O:
_ PSB : I0.0
_ S : I0.1
_ Y1 : Q0.0
_ Y2 : Q0.1
Nếu dịch chuyển tiếp điểm hành trình S vào giữa khoảng hành trình của xilanh A, thì xilanh A sẽ không di chuyển hết hành trình của nó mà nó sẽ quay về tại vị trí đặt tiếp điểm hành trình S. Vì khi chạm vào tiếp điểm hành trình S, lập tức cuộn dây Y2 có điện, van đảo chiều, xilanh A quay trở về.
BÀI TẬP 3
BÀN XOAY
Mục đích – yêu cầu:
Điều khiển gián tiếp bằng sự dao động của cần piston thông qua chốt chặn.
Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động.
Thiết kế mạch khí nén và mạch điện điều khiển, từ đó chuyển sang chương trình PLC.
Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch.
Mô tả yêu cầu điều khiển:
Bàn xoay sẽ xoay tròn để đổi hướng các can nhựa theo hướng đối diện để tiếp tục di chuyển tên băng tải.
Bằng cách nhấn một nút nhấn, xilanh A sẽ dao động, thông qua chốt chận, bàn xoay sẽ xoay tròn.
Khi nhấn nút nhấn một lần nữa, bàn xoay sẽ ngừng xoay.
A
Hình 3-19 Bàn xoay
Tiến trình thí nghiệm:
Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh.
Từ biểu đồ trạng thái, hãy thiết kế mạch khí nén, mạch điện điều khiển theo biểu đồ trạng thái vừa vẽ.
Từ mạch điện – khí nén vừa thiết kế, hãy nêu nguyên lý hoạt động của mạch.
Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm.
Lắp ráp mạch điện điều khiển và kết nối với mạch khí nén.
Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí.
Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động; so sánh hoạt động của mạch và yêu cầu điều khiển đã đề ra.
Dựa theo mạch điện khí nén đã thiết kế, hãy viết chương trình PLC.
Kết nối các ngõ vào/ra của CPU với các thiết bị.
Nạp chương trình và cho mạch hoạt động theo chương trình vừa viết.
Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ.
s
Nếu ta thay xilanh tác dụng kép bằng xilanh tác dụng đơn (hay ngược lại) thì mạch phải thay đổi lại như thế nào ?
Trong bài này, nếu ta thay thế van điện từ tác dụng kép bằng van điện từ tác dụng một chiều có hồi phục bằng lò xo thì mạch có hoạt động không ?
Để thay đổi tốc độ xoay của bàn thì ta phải làm như thế nào ?
Bài giải:
Biểu đồ trạng thái:
l
l
l
1
2
7
A
1
0
l
l
l
l
l
l
3
4
5
6
n º1
l
l
l
l
n-1
ñ
ñ
ñ
ñ
l
l
1
0
l
l
l
l
l
l
l
l
ñ
ñ
ñ
ñ
PSB
S2
S1
Mạch điều khiển điện - khí nén:
Thiết bị sử dụng:
_ 1 nút nhấn thường hở có rãnh định vị.
_ 2 rơ le điện từ.
_ 2 tiếp điểm hành trình điện cơ.
_ 1 van điện từ 5/2 tác dụng 2 chiều.
_ 1 xilanh tác dụng kép.
Quy trình điều khiển:
Xilanh
+A
-A
KT
Công tắc hành trình
PSB
S2
S1
Nam châm điện
Y1
Y2
S2
°
°
·
·
·
·
PSB
K1
K2
1
2
+24V
0V
°
°
°
°
°
°
·
·
K1
Y1
3
°
°
°
°
·
·
K2
Y2
4
°
°
°
°
°
°
Ú
°
°
Ý
S1
Nguyên lý hoạt động của mạch:
Khi nhấn nút nhấn PBS, do tiếp điểm hành trình S1 đang bị tác động nên cuộn K1 có điện.
Tiếp điểm K1 đóng lại làm cuộn dây Y1 của van điện từ có điện làm cho van điện từ 5/2 đảo chiều và xilanh A đi ra.
Xilanh A đi ra chạm vào tiếp điểm hành trình S2 làm cho cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm K2 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 có điện, van điện từ trở về vị trí ban đầu, xilanh A lùi về.
Xilanh A lùi về lại chạm vào tiếp điểm hành trình S1, cuộn dây K1 có điện, tiếp điểm K1 đóng, cuộn dây Y1 có điện, xilanh A đi ra, chạm vào tiếp điểm hành trình S2, xilanh A lại lùi về. Và quá trình cứ thế tiếp tục cho đến khi, ta nhấn nút PSB một lần nữa, lúc này cuộn K1 mất điện, xilanh A ngừng hoạt động.
Chương trình PLC :
Xác định I/O :
_ PSB : I0.0
_ S1 ..S2 : I0.1 .. I0.2
_ Y1..Y2 : Q0.1 .. Q0.2.
Nếu sử dụng xilanh tác dụng đơn, ta phải thay van điện từ 5/2 bằng van điện từ 3/2, như vậy mạch vẫn hoạt động đúng với yêu cầu điều khiển đã đề ra.
Nếu sử dụng van tác dụng một chiều có hồi phục bằng lò xo thì ta phải thiết kế một mạch chốt để duy trì khi tiếp điểm hành trình S1 không còn bị tác động.
Chương trình PLC có sử dụng lệnh SET để duy trì : Y : Q0.0
Khi muốn thay đổi tốc độ bàn xoay, nghĩa là ta phải thay đổi tốc độ chuyển động của piston. Như vậy ta phải gắn thêm van tiết lưu hai chiều tại đường ống dẫn khí vào xilanh.
BÀI TẬP 4
DỤNG CỤ CHÀ BÓNG
Mục đích –...