Đề tài Nghiên cứu và tổng hợp hệ thống điều khiển dây chuyền cắt vải mành tại Công ty cao su sao vàng Hà Nội

ện cho các cuộn dây của van điện từ theo chu trình khép kín. Muốn vậy ta phải nắm rõ được trình tự hoạt động của từng động cơ, sự đóng ngắt của các van điện từ. Ta biết rằng, hệ thống này được vận hành bằng tay hay thực hiện hoàn toàn tự động thông qua chuyển mạch CS2 RUN MAN – AUTO. Các thao tác khi vận hành bằng tay : Đặt chuyển mạch CS RUN MAN – AUTO vị trí MAN Thực hiện trình tự kiểm tra sự hoạt động các thiết bị sau: Động cơ dao cắt chạy dừng qua nút nhấn PB Cơ cấu nâng – hạ dao cắt thông qua CS Cơ cấu nâng – hạ thanh đè vải thông qua CS Động cơ băng tải tiến – lùi – dừng qua PB Cơ cấu di chuyển bàn dao tiến – lùi – dừng bằng các nút nhấn PB Động cơ dẫn vải tiến – lùi – dừng qua nút nhấn PB Động cơ nhả vải tiến – lùi – dừng qua nút nhấn PB Sự đóng ngắt của van điện từ 5/2 hãm dừng động cơ dẫn vải, nhả vải Động cơ quấn vải sau khi cắt tiến – lùi – dừng qua nút nhấn PB. Trình tự thao tác khi vận hành ở chế độ tự động : Đặt công tắc chuyển mạch CS2 RUN MAN – AUTO sang vị trí AUTO Đặt chiều dài khổ vải cần cắt thông qua màn hình đồ họa GOT904 Chọn thao tác cắt 1 miếng 1PCS hay liên tục CONT Khởi động dao cắt Bắt đầu quá trình cắt bằng nút nhấn PB AUTO START Sau đó quá trình cắt cứ lặp đi lặp lại cho tới khi có tín hiệu báo dừng. 3.1.2 Các yêu cầu đặt ra trong thiết kế Hệ thống chỉ chuyển sang chế độ tự động khi có đủ lượng trữ vải cần thiết và cụm dao cắt phải luôn xuất phát từ vị trí bên phải (vị trí xuất phát). Băng tải không được chuyển khi các thao tác đang thực hiện: hạ thanh đè vải, hạ dao cắt, tiến bàn dao, nâng dao cắt, lùi bàn dao, cho tới khi nâng thanh đè vải lên băng tải mới được hoạt động nghĩa là khi thao tác cắt đã xong. Khi băng tải dừng để thực hiện các thao tác cắt hay khi hết lượng trữ vải bộ phận dẫn - thu/nhả vải được kích hoạt đồng thời. Và sẽ dừng khi nhận được tín hiệu giới hạn dưới của lượng trữ vải. Lượng vải được tích trữ nhờ trọng lượng rơi xuống tự do của tang trữ. Lúc này, hai động cơ dẫn và thu/nhả vải bị ngắt điện cùng lúc ấy sẽ có tín hiệu hãm dừng cuộn vải mành và cuộn vải lót.Trạng thái hoạt động của hệ thống phải được hiển thị qua đèn LED hay trên màn hình đồ họa GOT904. Khi có sự cố xảy ra phải dừng ngay tức khắc toàn hệ thống, và khi đã được khắc phục hệ thống sẽ trở lại hoạt động như trước, cụm dao cắt trở về xuất phát từ vị trí bên trái để đảm bảo tính chính xác của khổ vải mành được cắt. 3.2 Các bước thiết kế một hệ thống điều khiển dùng PLC Muốn thiết kế thành công chương trình điều khiển cho một dây chuyền sản xuất, ngoài việc phân tích để nắm vững, hiểu rõ từng bộ phận chi tiết trong hệ thống đó, người thiết kế cần phải có sự định hướng đúng đắn cả trong thay thế sửa đổi thiết bị lẫn trong thao tác lập trình. Vì thế, chúng em xin đưa ra dưới đây các bước chính trong quá trình thiết kế một chương trình điều khiển dùng PLC mà đã ứng dụng thành công vào việc thiết kế chương trình điều khiển cho dây chuyền cắt vải nằm tại Công ty cao su sao vàng Hà Nội. 3.2.1 Xác định quy trình công nghệ Trước tiên ta phải xác định thiết bị hay hệ thống nào muốn điều khiển. Mục đích cuối cùng của bộ điều khiển là điều khiển một hệ thống hoạt động đúng theo yêu cầu đặt ra. Sự vận hành của hệ thống được kiểm tra bởi các thiết bị đầu vào. Nó nhận tín hiệu và gửi tới PLC, CPU của PLC sẽ xử lý tín hiệu và gửi nó đến thiết bị chấp hành để điều khiển sự hoạt động của hệ thống theo chương trình đã được lập trình sẵn và được tải vào trong EPROM của PLC. 3.2.2 Xác định ngõ vào, ngõ ra Tất cả các thiết bị xuất, nhập bên ngoài đều được kết nối với bộ lập trình PLC. Thiết bị nhập là các cảm biến, công tắc tơ, công tắc hành trình, nút bấm, ... Thiết bị xuất là những cuộn dây, khởi động từ, van điện từ, động cơ AC-DC, bộ hiển thị, .. Sau khi xác định tất cả các thiết bị nhập, xuất cần thiết, ta định vị các thiết bị vào - ra tương ứng cho từng ngõ vào – ra trên PLC trước khi viết chương trình. 3.2.3 Viết chương trình điều khiển Tùy theo từng loại PLC mà ta có cách thức tổ chức chương trình điều khiển riêng. Tuy nhiên, để đảm bảo tính đúng đắn của chương trình nhất thiết phải có lưu đồ thuật toán trước khi viết chương trình điều khiển. Đặc biệt với những hệ thống điều khiển lớn và phức tạp nên chia nhỏ ra thành các chương trình điều khiển con. 3.2.4 Nạp chương trình vào bộ nhớ Sau khi đã có chương trình điều khiển ta có thể nạp vào bộ nhớ PLC thông qua bộ console lập trình hay máy tính có chứa phần mềm lập trình (SIMATIC – Manager). Sau khi nạp xong kiểm tra lại chương trình, rồi mô phỏng toàn bộ hoạt động của hệ thống để chắc chắn rằng chương trình đã hoạt động tốt. 3.2.5 Chạy chương trình Trước khi nhấn nút Start, phải chắc chắn rằng các dây dẫn nối các ngõ vào, ra đến các thiết bị nhập, xuất đã được nối đúng theo chỉ định. Lúc đó PLC mới bắt đầu cho hoạt động thực sự, nút chuyển trạng thái từ STOP sang RUN. Trong khi chạy chương trình, nếu có lỗi thì máy tính hoặc bộ console sẽ báo lỗi, ta theo dõi rồi sửa lại chương trình. Sau khi sửa xong ta nạp lại vào PLC và tiến hành các thao tác như trước cho tới khi hệ thống hoạt động đúng. 3.2.6 Lập hồ sơ và bảng biểu theo dõi hoạt động toàn hệ thống Bất kì một hệ thống nào trước khi đi vào hoạt động thực sự cũng cần phải kiểm định thẩm tra theo dõi trong một thời gian tùy thuộc vào từng hệ thống điều khiển. Đây là bước hoàn tất, bước cuối cùng trong quá trình thiết kế một hệ thống điều khiển sử dụng PLC nhưng tính quan trọng, tính quyết định của nó lại rất lớn. Trong bước này người thiết kế phải theo dõi hệ thống có hoạt động đúng theo yêu cầu công nghệ đặt ra hay không và chỉnh sửa mọi sai phạm cho đúng. 3.3 Thiết kế hệ thống PLC cho dây chuyền cắt vải mành 3.3.1 Nội dung thiết kế Trên cơ sở phân tích những yêu cầu thực tế và để đảm báo tính công nghệ của dây chuyền cắt vải, ta lựa chọn phương án thiết kế và cải tạo như sau: Biến đổi xử lý các tín hiệu của hệ thống cũ bằng bộ PLC S7-200 cùng các module số vào ra Thay thế các mạch xử lý tín hiệu số và điều khiển cũ bằng các chương trình phần mềm đã được lập trình sau đó nạp vào PLC sao cho hệ thống mới đảm bảo được đầy đủ các chức năng hoạt động của hệ thống cũ Thực hiện đi dây vào ra từ PLC tới các thiết bị một cách chắc chắn, an toàn. Lắp đặt các thiết bị bảo vệ: cầu dao, cầu chì ... cho hệ thống. Với nhiệm vụ thiết kế như vậy hệ thống điều khiển của toàn dây chuyền cắt vải này bao gồm 39 đầu vào số, 28 đầu ra số. 3.3.2 Chọn cấu hình PLC Với các yêu cầu như trên PLC được sử dụng là PLC SIMANTIC S7-200 dùng CPU 214 với các thông số kĩ thuật sau: Work Memory RAM EEPROM Dung lượng bộ đệm vào ra Thời gian thực hiện Số lượng Module mở rộng Khả năng mở rông + Đầu vào số lớn nhất + Đầu ra số lớn nhất + Đầu vào tương tự lớn nhất + Đầu ra tương tự lớn nhất CPU có 128 khối FC, 128 khối FB, 127 khối DB, 128 bộ thời gian(Timer), 64 bộ đếm(Counter). Các module được chọn như sau: Nguồn nuôi: 01 module Các module vào ra: 02 Module SM322 có 16 đầu vào/16 đầu ra số được lắp từ Slot 4 đến Slot 5. Địa chỉ các cổng vào này sẽ là I0.0 ... I 4.7 và địa chỉ cổng ra sẽ là Q 0.0 ... Q 4.7 01 Module SM323 8 đầu vào số 8DixDC24V/0,5A. Được lắp ở Slot 6. Địa chỉ các cổng vào số này là I5.0 ... I 5.7 Các Module đều được gắn trên Rack 0 3.3.3 Tổ chức chương trình điều khiển Chương trình điều khiển của toàn hệ thống được lập trình có cấu trúc và được chia nhỏ thành các chương trình con. Các chương trình con này được tổ chức trong các khối hàm FC(Function Block) với chức năng nhiệm vụ điều khiển riêng nhưng có quan hệ với nhau một cách chặt chẽ để đảm bảo tính logic và trình tự liên động của dây chuyền. Dựa vào trình tự hoạt động và chức năng của từng cụm trong dây chuyền cắt vải RC-BH1, ta chia chương trình điều khiển toàn hệ thống ra thành các chương trình con mà mỗi chương trình con này lại được tổ chức trong các khối hàm FC với nhiệm vụ như sau: FC1: Nhiệm vụ của nó là lựa chọn chế độ làm việc của hệ thống FC2: Chương trình con này có nhiệm vụ điều khiển động cơ dẫn, nhả vải hoạt động theo đúng yêu cầu công nghệ và trình tự logic FC3: Đây là chương trình điều khiển sự hoạt động của băng tải và các thao tác cắt vải. Chú ý chế độ cắt “một miếng” hay “liên tục” FC4: Chương trình đặt và điều chỉnh góc cắt. Tất cả các khối chương trình này sẽ được gọi ra bằng lệnh CALL, trong khối tổ chức chương trình OB1. Vì đây là khối duy nhất mà PLC luôn quét và thực hiện từ lệnh đầu tiên tới lệnh cuối cùng sau đó lại quay lại lệnh đầu tiên. Cũng chính vì hình thức tổ chức như vậy nên chương trình trong khối OB1 có đầy đủ điều kiện của một chương trình điều khiển thời gian thực. 3.3.4 Lưu đồ thuật toán tổng quát chương trình điều khiển 3.4 Địa chỉ các cổng I/O trên PLC tương ứng với các thiết bị 3.4.1 Khai báo địa chỉ các cổng vào PLC Cổng vào Ký hiệu thiết bị đưa đến Ý nghĩa I0.0 C/V ERR IN Báo C/V có lỗi I0.1 C/V OK C/V sẵn sàng I0.2 C/V RUN C/V chạy I0.3 ERR RESET Xóa lỗi C/V COM I0.4 CS2 Lựa chọn chế độ hoạt động I0.5 PB1 Dừng khẩn cấp I0.6 PB2 Chế độ tự động bắt đầu I0.7 PB3 Dừng các thao tác của máy I1.0 PX1 Giới hạn dừng khi tiến của bàn dao I1.1 PX2 Giới hạn dừng khi lùi của bàn dao I1.2 CS3 Lựa chọn cụm nhả vải No1-No2 I1.3 PB4 Nút nhấn động cơ dẫn vải lùi I1.4 PB5 Nút nhấn động cơ dẫn vải tiến I1.5 PB6 Nút nhấn động cơ dẫn vải dừng I1.6 PB7 Dừng động cơ nhả vải No1 I1.7 PB8 Tiến động cơ nhả vải No1 I2.0 PB9 Lùi động cơ nhả vải No1 I2.1 PB10 Dừng động cơ nhả vải No2 I2.2 PB11 Tiến động cơ nhả vải No2 I2.3 PB12 Lùi động cơ nhả vải No2 I2.4 LS1 Giới hạn trên của tang trữ vải I2.5 LS2 Tín hiệu cho phép vải được dẫn I2.6 LS3 Giới hạn dưới của tang trữ vải I2.7 PH1 Phát hiện tang vải tại cụm No1 I3.0 PH2 Phát hiện tang vải tại cụm No2 I3.1 PX3 Góc cắt tiến I3.2 PX4 Tín hiệu dừng góc cắt khi tiến I3.3 PX5 Góc cắt lùi I3.4 PX6 Tín hiệu dừng góc cắt khi lùi I3.5 PX7 Vị trí quy ước góc cắt 0° I3.6 I4.0 CS4 Bật/tắt động cơ dao cắt I4.1 CS5 Nâng hạ thanh đè vải I4.2 CS6 Nâng hạ tay dao cắt I4.3 PB14 Yêu cầu bàn dao tiến I4.4 PB15 Yêu cầu bàn dao lùi I5.0 CS CUT Chọn chế độ cắt 1-2 chiều I5.1 PX8 Cho phép tăng góc cắt I5.2 PX9 Cho phép giảm góc cắt 3.4.2 Khai báo địa chỉ các cổng ra PLC Cổng ra Thiết bị được gửi đến Ý nghĩa Q0.0 ERR RST Đưa tín hiệu reset lại SERVO Q0.1 STOP Dừng hoạt động SERVO Q0.2 START Khởi động SERVO Q0.3 ZERO Xóa về không CM2 Q0.4 SV1(Van điện từ 5/2) Bàn dao tiến Q0.5 SV2(Van điện từ 5/2) Bàn dao lùi Q0.6 SV3 Nâng hạ thanh đè vải Q0.7 SV4 Nâng hạ dao cắt CM3 Q1.0 MC2 Khởi động động cơ dao cắt Q1.1 MF3 Động cơ đặt góc cắt quay thuận Q1.2 MR3 Động cơ đặt góc cắt quay ngược Q1.3 MF4 Dẫn vải tiến Q1.4 MR4 Dẫn vải lùi Q1.5 MF5 Động cơ cụm nhả vải No1 tiến Q1.6 MR5 Động cơ cụm nhả vải No1 lùi Q1.7 MF6 Động cơ cụm nhả vải No2 tiến CM4 Q2.0 MR6 Động cơ cụm nhả vải No2 lùi Q2.1 SV5 Hãm động cơ khi tiến tại cụm No1 Q2.2 SV6 Hãm động cơ khi lùi tại cụm No1 Q2.3 SV7 Cố định tang cuộn vải lót No1 Q2.4 SV8 Cố định tang nhả vải No1 Q2.5 SV9 Hãm động cơ khi tiến tại cụm No2 Q2.6 SV10 Hãm động cơ khi lùi tại cụm No2 Q2.7 SV11 Cố định tang cuộn vải lót No2 CM5 Q3.0 SV12 Cố định tang nhả vải No2 Q3.1 PL2 Đèn báo AUTO PILOT Q3.2 PL3 Đèn báo START PILOT Q3.3 PL4 Đèn báo lỗi SERVICER ERR 3.5 Chương trình điều khiển Đối với SIMANTIC S7-200 thì trước khi thực hiện chương trình, PLC kiểm tra các thông số đặt trước được viết trong OB 100. Ở đây ta viết chương trình khởi tạo cho các ô nhớ. Sau đây là Listing chương trình trong khối OB 100 L W#160 T MW 0 T MW 2 T MW 4 T MW 6 T MW 8 T MW 10 T MW 20 Chương trình tổ chức OB1 Chương trình OB1 được dùng để gọi các chương trình con FC. OPN DB 1 CALL FC 1 CALL FC 2 CALL FC 3 CALL FC 4 Dưới đây ta sẽ xây dựng các chương trình điều khiển cụ thể cho từng khối chương trình con FC. 3.5.1 Chương trình lựa chọn chế độ làm việc 3.5.1.1 Mô tả công nghệ Hệ thống cắt vải nằm RC-BH1 có hai chế độ hoạt động chính: chế độ vận hành bằng tay và chế độ tự động. Khi bắt đầu khởi động hệ thống PLC sẽ kiểm tra chế độ nào được chọn lựa nhờ đọc tín hiệu vào từ cổng I0.4 mà người vận hành đã lựa chọn qua công tắc chuyển mạch CS2 RUN MAN-AUTO. Nếu có tín hiệu yêu cầu hệ thống hoạt động ở chế độ tự động (I0.6=1) thì PLC sẽ đưa tín hiệu ra qua cổng ra số Q3.1 để phát sáng đèn PL2 (AUTO PILOT), và Q3.2 để phát sáng đèn PL3 (START PILOT). Còn nếu hệ thống làm việc bằng tay thì PLC chỉ gửi tín hiệu ra qua cổng ra số Q3.2 cho phép đèn PL3 phát sáng. Trong chế độ hoạt động tự động PLC phải kiểm tra các điều kiện sau: trạng thái chạy (Q1.0=1) của động cơ dao cắt; Lượng trữ vải còn đủ luôn sẵn sàng (I2.5=1) chưa tới giới hạn trên (I2.4=0) và dưới (I2.6=0); trạng thái báo lỗi cuộn nhả vải mành là bình thường (Q3.3=0: đèn PL4 không sáng – SERVICER ERR) 3.5.1.2 Lưu đồ thuật toán Thuật toán chương trình được trình bầy ở trang sau 3.5.1.3 Chương trình điều khiển Lưu đồ thuật toán điều khiển của chương trình lựa chọn chế độ vận hành 3.5.2 Chương trình điều khiển chuyển tại bộ phận dẫnvải và nhả vải 3.5.2.1 Phân tích chuyển động Khi khởi động hệ thống thù đây là bộ phận được đưa vào hoạt động đầu tiên để dẫn vải mành tới băng tải. Và chỉ sau đó hệ thống mới được đưa va hoạt động hoặc ở chế độ bằng tay hoặc ở chế độ tự động. Chương trình điều khiển này có nhiệm vụ vừa ra lệnh cho PLC sau khi đã xử lí 1 loạt các tín hiệu số đưa vào qua cổng vào, để đưa ra các tín hiệu cho phép động cơ nhả vải tiến-lùi-dừng, đóng-ngắt điện cho cuộn dây của van điện từ 5/2 để hãm cố định các cơ cấu thu nhả vải, đồng thời phối hợp hoạt động nhịp nhàng voéi chuyển động băng tải. Đầu tiên, chương trình kiểm tra trạng thái toàn hệ thống qua tín hiệu báo trạng thái ở cổng 3 Q3.3 (SERVICER ERR), trạng tháo sẵn sàng làm việc của cụm nhả vải qua tín hiệu báo về I2.7 (PH1-SERVICER HI/LOW A) , I3.0 (PH2 – SERVICER HI/LOW B ) từ cảm biến quang. tiếp đến. PLC quét ở cổng số xem cụm vải nào được lựa chọn (No1 hay No2) qua cổng vào I1.2(CS3- SERVICER A-B) ; kiểm tra trạng thái các nts nhấn tại cụm nhả vải đã chọn Tại cụm No1 + dừng I1.6 (PB7 – SERVICER STOP) + tiến I1.7 (PB8 – SERVICER FOR) + Lùi I2.0 (PB9 – SERVICER REV) tại cụm No2 + Dừng I2.1 (PB10 – SERVICER STOP) + Tiến I2.2 (PB11 – SERVICER FOR) + Lùi I2.3 (PB12 – SERVICER REV) Để đưa ra tín hiệu điều khiển động cơ ở cụm đã chọn tương ứng( chế độ vận hành bằng tay) Động cơ cụm nhả vải No1: + Chạy tiến Q1.5 (MF5 SERVICER FOR) + Chạy lùi Q1.6 (MR5 SERVICER REV) Động cơ cụm nhả vải No2: + chạy tiến Q1.7 (MF6 SERVICER FOR) + chạy lùi Q2.0 (MR6 SERVICER REV) Kế tiếp, PLC sẽ kiểm tra trạng thái các nút nhấn của động cơ dẫn vải: + Lùi I1.3 (PB4 – ELEVATOR REV) + tiến I1.4 (PB5 – ELEVATOR FOR) + Dừng I1.5 (PB6 – ELEVATOR STOP). Kết hợp các điều kiện trên, để đưa ra tín hiệu điều khiển động cơ dẫn vải: + chạy tiến Q1.3 (MF4 ELEVATOR FOR) + chạy lùi Q1.3 (MF4 ELEVATOR REV). Trong chế độ hoạt động tự động. khi hết lượng trữ vải I2.4 = 1 hay băng tải dưng để thực hiện các thao tác cắt Q0.1 = 1 & Q0.2 = 0 (STOP – START SERVO) hai động cơ dẫn vải và nhả vải động thời hoạt động, lúc này tang trữ vải chuyển động rơi xuống dưới tới giới hạn dưới I2.6 (LS3) của bộ trữ vải hai động cơ dẫn và nhả vải sẽ dừng. Ngay lúc đó PLC sẽ đưa tín hiệu tạm dừng cố định cụm thu nhả vải: Tại cụm thu nhả vải No1 + Hãm khi đang tiến Q2.1 (SV5 – CLUTCH FOR) + Hãm khi đang lùi Q2.2 (sv6 – CLUTCH REV) + Cố định tang nhả vải Q2.4 (SV8 – CLUTCH INTO PS) + Cố định tang cuộn vait lót Q2.3 (SV7 – BREAKER INTO PS) Tại cụm thu nhả vải No2 + Hãm khi đang tiến Q2.5 (SV9 – CLUTCH FOR) + Hãm khi đang lùi Q2.6 (sv10 – CLUTCH REV) + Cố định tang nhả vải Q1.0 (SV12 – CLUTCH INTO PS) + Cố định tang cuộn vait lót Q2.7 (SV11 – BREAKER INTO PS). Mỗi khi hết lượng trữ vải hay văng tải dừng để thực hiện các thao tác cắt, cụm nhả vải và dẫn vải lại hoạt động, cơ cấu phanh hãm được tháo gỡ bằng cách ngắt điện cáp cho van 5/2 do PLC đưa tới. Như vậy, đòi hỏi phải có sự phối hợp nhịp nhàng giữa các bộ phận: đầu tiên baeng tải chạy, khi có tín hiệu định đủ chiều dài thì băng tải dừng, bộ phận cắt hoạt động + bộ phận nhả vảo hoạt động, khi cắt xong băng tải chạy, bộ phận dao cắt + bộ phận nhả vải dừng hoạt động. Quá trình cứ lặp đi lặp lại theo trình tự khép kín. 3.5.2.2 Chương trình điều khiển 3.5.2.3 Lưu đồ thuật toán Lưu đồ thuật toán điều khiển chuyển động tại bộ phận dẫn-nhả vải 3.5.3 Chương trình điều khiển băng tải và hoạt động cắt 3.5.3.1 Phân tich hoạt động Đây là chuyển động chình của hệ thống, là bộ phận đòi hỏi quyết định đúng, chính xác và kịp thời vì nó quyết định tới độ chính xác của khổ vải cần cắt. Sau khi đẫ kiểm tra trạng tháo của hệ thống và lựa chọn chế độ hoạt đông, bộ phận nhat vải váo sắn sàng khi đó sự hoạt động của băng tải va các thao tác cắt được thực hiện theo trình tự đẫ được lập trình trong PLC. Sự hoạt động của băng tải được điêu khiển bởi CD – SERVO. PLC chỉ can thiệp đóng ngắt các khởi động từ để cấp nguồn cho SERVO điều khiển bằng phần mềm đươc cài sẵn trong SERVO. Trước tiên, PLC kiểm trảtạng thái của hệ thống. Khi tất cả đạt sẽ cho chạy băng tải Q0.2=1(trong lúc này động cơ dẫn và nhả vải dừng, hai tang thả vải mành va cuộn vải lót cố định trên trục quay, tang trữ được kéo dần lên). Trong quá trình băng vải tiến, vải mành nằm trên băng tải được kéo chuyển động theo và được định dài băng ENCODER đếm xung thông qua góc quay. Khi đã định đủ chiều dài nó đưa tín hiệu đã chuyển đổi thành tín hiệu điện chuẩn về SERVO để báo cho SERVO dưng động cơ băng tải, đồng thời SERVO đưa tín hiệu báo cho PLC biết trạng tháo của băng tải để ra quyết định điều khiển các bộ phận khác. Các tín hiệu SERVO báo về cho PLC: + báo lỗi xảy ra ở SERVO I0.0(C/V ERR IN) + tín hiệu báo dừng băng tải (đủ chiều dài) I0.1 + tín hiệu báo băng tải đang chạy I0.2 + nút nhấn khởi động lại SERVO khi lỗi xuất hiện I0.3(PB13) Khi đã định đủ chiều dài, thông qua qín hiệu báo về PLC qua cổng vào số I0.1=1 chơpng trình diều khiển ra lệnh dừng băng tải Q0.1=1 (STOP) và đưa tín hiệu xía bộ đếm trong SERVO Q0.3=1 (ZERO). Lúc này, các thao tác cắt sẽ diễn ra: bất động cơ dao cắt Q1.0 (MC2) hạ thanh đè vải Q0.6 (SV3) hạ tay dao cắt Q0.7=1 (SV7) bàn dao cắt tiến Q0.4=1 n(SV1), tới giới hạn dừng khi tiến I1.0=1 thanh đè vải nâng lên Q0.6=0, nâng tay dao Q0.7=0, lùi bàn dao cắt Q0.5=1, lùi cho tới khi gặp giới hạn dừng khi lùi I1.1=1 thì dừng, kết thúc một hành trình cắt. Băng tải lại chạy đưa vải về phía trước cho tới khi định đủ chiều dàu thì dừng và các thao tác cắt lại fiễn raq. Trong trường hợp cắt 2 chiều để nâng cao công suất bằng cách lựa chọn thông qua I5.0 (CS CUT) dao cắt thực hiện cắt cả khi tiến bàn dao cũng như khi lùi. Và ở chế độ vận hành tự động, qua trình này lặp đi lặp lại một cách đều đặn theo trình tự đã được lập trình sẵn trong PLC. Đối với cụm dao cắt các tín hiệu PLC cần được xử lí: + Bật/tắt động cơ dao cắt I4.0 CS CUT MOTOR + Nâng/hạ thanh đè vải I4.1 CS UP-DOWN PRES MAST + Nâng/hạ tay dao cắt I4.2 CS UP-DOWN CUT KNIFE + Nút nhấn bàn dao tiến I4.3 + Nút nhấn bàn dao tiến I4.4 + Vị trí bàn dao tiến (giới hạn lùi bàn dao) I1.1 + Vị trí dao lùi (giới hạn tiến bàn dao) I1.0 + Cảm biến giảm tốc khi tiến I4.5 + Cảm biến giảm tốc khi lùi I4.6 Chế độ vận hành bằng tay Nhiệm vụ chương trình điều khiển đọc các tín hiệu đầu vào I4.0, I4.1, I4.2, I4.3, I4.4 kết hợp cùng các điều khiển khác của hệ thống để kiểm tra sự hoạt động của các cơ cấu cắt: + khởi động động cơ dao cắt Q1.0 + hạ thanh đè vải Q0.6 + hạ tay dao cắt Q0.7 + yêu cầu bàn dao tiến Q0.4 + ra lệnh để lùi bàn dao Q0.5, đồng thời cấp nguồn cho SERVO và thông qua giao diện CIMTEK BC 100 vận hành bằng tay sự hoạt động của băng tải: tiến-lùi-dưng. Chế độ vận hành tự động Trước tiên, ta chọn chế độ cắt 1 chiều hay 2 chiều thông qua công tắc chuyển trạng thái CS CUT với địa chỉ tương ứng I5.0. Chương trình điều khiển PLC sẽ căn cứ vào trạng thái tín hiệu đã chọn, kết hợp với sự hoạt động của bộ phận dẫn nhả vải, trạng thái tín hiệu báo về từ SERVO để đưa ra tín hiệu điều khiển chạy dừng băng tải, các thao tác cắt ở chế độ 1 chiều hay 2 chiều. Thao tác cắt 1 chiều diễn ra như sau: khi có tín hiệu I0.2=1, băng tải chạy Q0.2=1, khi định đủ chiều dài I0.1=1, băng tải dừng Q0.1=1, động cơ dao cắt quay Q1.0=1, thanh đè vải hạ Q0.6=1, tay dao cắt hạ Q0.7=1, bàn dao xuất phát từ vị trí tiến Q0.4=1 chạy ngang băng tải thực hiện cắt, giảm tốc độ khi I4.5=1, dừng đổi chiều tiến thành lùi khi I1.0=1, lúc này dao cắt nâng lên Q0.7=0, thanh đè nâng vải lên Q0.6=0, bàn dao lùi Q0.5=1 khi gặp I4.6 sẽ giảm tốc độ, sau đó sẽ dừng và đổi chiều khi gặp giới hạn dừng khi lùi I1.1=1. Khi I1.1=1 bàn dao dừng tại vị trí tiến này cho tới khi nhận được tín hiệu báo định đủ chiều dài thì băng tải dừng và các thao tác cắt 1 chiều lại thực hiện. Quá trình cứ lặp đi lặp lại cùng với sự hoạt động của bộ phận dẫn nhả vải. Thao tác cắt 2 chiều: chế độ này cũng tương tự như chế độ cắt một chiều nhưng khi bàn dao tiến đến vị trí lúi thì sẽ dừng lại ở đó, thanh đè vải được nâng lên Q0.6=0, tay dao cắt cũng được nâng lên Q0.7=0, và băng tải chạy (tín hiệu báo chạy là vị trí bàn sao lùi I1.0=1) cho tới khi định đủ chiều dài thì dừng, khi ấy thanh đè vải, tay dao cắt hạ xuống và bàn dao lùi cho tới khi gặp I1.1=1 thì dừng tại đây- vị trí bàn dao tiến. Thanh đè vải và tay dao cắt được nâng lên, băng tải hoạt động bắt đầu một chu kỳ mới. 3.5.3.2 Lưu đồ thuật toán Lưu đồ thuật toán chương trình điều khiển băng tải và các hoạt động cắt 3.5.3.3 Chương trình điều khiển 3.5.4 Chương trình điều khiển động cơ điều chỉnh góc cắt 3.5.4.1 Phân tích hoạt động Vải mành được cắt với kích thước và góc cắt do nhà công nghệ tính toán đặt ra. Góc cắt của vải nằm trong khoảng 43o – 90o nhưng thực tế chỉ tới 63o . Sở dĩ phải cắt mảnh vải với góc nghiêng như vậy nhằm làm cho lực tác động vào lốp phân bố đều hơn do đó tăng tuổi thọ, độ bền chắc của lốp, Bởi vậy, trước khi cắt người công nhân phải căn cứ và bảng quy cách lốp xe ôtô để đặt góc cắt bằng cách điều chỉnh động cơ đặt góc cắt. Chương trình điều khiển động cơ đặt góc cắt được lập trình trong FC4 do PLC quản lý. Nhiệm vụ của chương trình là đọc các tín hiệu tại cổng vào số: + I3.1 tăng góc cắt + I3.2 dừng tăng góc cắt + I3.3 giảm góc cắt + I3.4 dừng giảm góc cắt + I5.1 cho phép tăng góc cắt + I5.2 cho phép giảm góc cắt để PLC xử lý, sau đó đưa ra tín hiệu điều khiển động cơ đặt góc cắt quay thuận, quay ngược tương ứng gia tăng, giảm góc cắt. Khi nhận được tín hiệu tăng góc cắt I3.1=1 chương trình sẽ kiểm tra xem góc cắt còn tăng được không do bộ tính toán chuyển đổi gửi về qua cổng vào số I5.1, sau đó động cơ quay ngược để giảm góc cắt về 0o (quy ước tại vị trí cận trái). Tại vị trí gốc này động cơ đổi chiều quay thuận để tăng góc cắt, trong quá trình quay cảm biến quang I3.2 liên tục đếm cho tới khi đủ góc đặt thì dưng tăng, động cơ dừng quay. Khi nhận được tín hiệu cho phép giảm I5.2 sau đó động cơ sẽ quay ngược để giảm góc cắt và dừng khi có tín hiệu báo dừng I3.4. Các tín hiệu ra điều khiển động cơ đặt góc cắt: + Q1.1=1 động cơ quay thuận (tăng góc cắt) + Q1.1=0 dừng tăng + Q1.2=1 động cơ quay ngược (giảm góc cắt) + Q1.2=0 dưng giảm. 3.5.4.2 Chương trình điều khiển 3.5.4.3 Lưu đồ thuật toán Lưu đồ thuật toán chương trình đặt góc cắt Kết luận: Đây là một hệ thống điều khiển công nghiệp khá phức tạp với nhiều đầu vào và đầu ra. Nhưng với sự giúp đỡ của phòng Cơ năng và Thầy giáo hướng dẫn, chúng em đã hoàn thành được chương trình điều khiển PLC cho toàn hệ thống. Chương trình này đã được tải (download) xuống PLC và kiểm tra thông qua các cổng ra số, các đèn LED trạng thái Chương 4: THAY THẾ ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU CỦA BĂNG TẢI BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU Đặt vấn đề Trong dây chuyền cắt vải mành RC – BH1, tốc độ của băng tải được điều chỉnh thông qua bộ biến tần CD – SERVO. Đây là loại biến tần chuyên dụng, được thiết kế riêng cho dây chuyền cắt. Khi bán hệ thống máy cắt vải này cho Công ty cao su sao vàng Hà Nội (SRC) bên đối tác là Công ty ROUND CHANCE IND đã không cung cấp những thông tin cần thiết về bộ điều khiển đặc dụng này. Vì vậy, khi xảy ra sự cố hỏng hóc hay có trục trặc về kĩ thuật Công ty SRC phải mất rất nhiều thời gian dừng sản xuất để chờ chuyên gia sang sửa chữa. Điều này làm ảnh hưởng rất lớn đến năng suất lao động, doanh thu của Công ty. Đứng trước thách thức trên, ban lãnh đạo Công ty đã và đang rất trăn trở trong vấn đề tìm kiếm biện pháp thay thế bộ điều khiển đặc dụng này bằng bộ điều khiển khác, nhưng phải đảm bảo được yêu cầu đó là: bộ điều khiển được thay thế phải có mọi tính năng như bộ điều khiển cũ, đồng thời phải dễ dàng thay thế, sửa chữa nhanh gọn khi xảy ra sự cố. Cũng như việc bảo trì bảo dưỡng đơn giản, chi phí thấp. Sau một thời gian thực tập, được sự động viên giúp đỡ của ban lãn