Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
CHƯƠNG I
LÝ THUYẾT CÁC THÀNH PHẦN LIÊN QUAN
1/ Động cơ DC:
Động cơ DC là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều. Động cơ điện một chiều ứng dụng rộng rãi trong các ứng dụng dân dụng cũng như công nghiệp. Thông thường động cơ điện một chiều chỉ chạy ở một tốc độ duy nhất khi nối với nguồn điện, tuy nhiên vẫn có thể điều khiển tốc độ và chiều quay của động cơ với sự hỗ trợ của các mạch điện tử cùng phương pháp PWM.
Động cơ điện một chiều trong dân dụng thường là các dạng động cơ hoạt động với điện áp thấp, dùng với những tải nhỏ. Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu moment mở máy lớn hay yêu cầu thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng. ở đây ta chỉ nghiên cứu động cơ DC trong dân dụng chỉ hoạt động với điện áp 24V trở xuống .
Hình 1.1 Một số loại động cơ trên thực tế.
1.1 Cấu tạo:
Một động cơ DC có 6 phần cơ bản:
Phần ứng hay Rotor (Armature).
Nam châm tạo từ trường hay Stator (field magnet).
Cổ góp (Commutat).
Chổi than (Brushes).
Trục motor (Axle).
Bộ phận cung cấp dòng điện DC.
Stator bao gồm vỏ máy, cực từ chính, cực từ phụ, dây quấn phần cảm (dây quấn kích thích). Số lượng cực từ chính ảnh hưởng tới tốc độ quay. Đối với động cơ công suất nhỏ, người ta có thể kích từ bằng nam châm vĩnh cửu.
Hình 1.2: Cấu tạo động cơ điện một chiều.
Rotor ( còn gọi là phần ứng ) gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại có rãnh để đặt các phần tử của dây quấn phần ứng. Điện áp một chiều được đưa vào phần ứng qua hệ thống chổi than – vành góp.
Chức năng của chổi than – vành góp là để đưa điện áp một chiều và đổi chiều dòng điện trong cuộn dây phần ứng. Số lượng chổi than bằng số lượng cực từ (một nửa có cực từ âm, một nửa có cực từ dương).
Phương trình cơ bản của động cơ 1 chiều:
E = K Φ. W (1)
V = E + Ru.Iu (2)
M = K Φ Iu (3)
Với:
E: sức điện động cảm ứng (V).
Φ: Từ thông trên mỗi cực( Wb).
Iu: dòng điện phần ứng (A).
V : Điện áp phần ứng (V).
Ru: Điện trở phần ứng (Ohm).
W : tốc độ động cơ (rad/s).
M : moment động cơ (Nm).
K: hằng số, phụ thuộc cấu trúc động cơ.
1.2 Nguyên lý hoạt động:
Khi có một dòng điện chảy qua cuộn dây quấn xung quanh một lõi sắt, cạnh phía bên cực dương sẽ bị tác động bởi một lực hướng lên, trong khi cạnh đối diện lại bị tác động bằng một lực hướng xuống theo nguyên lý bàn tay trái của Fleming. Các lực này gây tác động quay lên cuộn dây, và làm cho rotor quay. Để làm cho rotor quay liên tục và đúng chiều, một bộ cổ góp điện sẽ làm chuyển mạch dòng điện sau mỗi vị trí ứng với 1/2 chu kỳ. Chỉ có vấn đề là khi mặt của cuộn dây song song với các đường sức từ trường. Nghĩa là lực quay của động cơ bằng 0 khi cuộn dây lệch 90o so với phương ban đầu của nó, khi đó rotor sẽ quay theo quán tính. Tương tác giữa dòng điện phần ứng và từ thông kích thích tạo thành momen điện từ. Do đó phần ứng sẽ được quay quanh trục.
Hình 1.3: Nguyên lý hoạt động của động cơ DC.
1.3 Điều khiển tốc độ động cơ DC:
Thông thường, tốc độ quay của một động cơ điện một chiều tỷ lệ với điện áp đặt vào nó, và ngẫu lực quay tỷ lệ với dòng điện. Có nhiều phương pháp để thay đổi tốc độ động cơ DC, ở đây ta sử dụng phương pháp điều khiển thông dụng nhất là kiểu điều biến độ rộng xung (PWM), có nghĩa là ta cấp áp cho động cơ dưới dạng xung với tần số không đổi mà chỉ thay đổi Ton và Toff.
Từ (1),(2). (3) suy ra:
W = V/(K.Φ) – Ru.Iu/(K.Φ) (4)
Theo (4) : khi Iu không đổi (tức Moment không đổi) và Φ không đổi thì W thay đổi "tuyến tính" theo V (thực tế thì không hoàn toàn tuyến tính theo đường thẳng được).
Hình 1.4: Điều khiển động cơ bằng PWM.
Khi tỷ lệ thời gian "on" trên thời gian "off" thay đổi sẽ làm thay đổi điện áp trung bình (VAV). Tỷ lệ phần trăm thời gian "on" trong một chu kỳ chuyển mạch nhân với điện áp cấp nguồn sẽ cho điện áp trung bình đặt vào động cơ. Như vậy với điện áp nguồn cung cấp là 100V, và tỷ lệ thời gian ON là 25% thì điện áp trung bình là 25V. VAV thay đổi từ VL đến VH tùy theo các độ rộng Ton và Toff
Như vậy, tốc độ động cơ sẽ thay đổi "tuyến tính" theo % độ rộng xung.
2. Băng tải:
2.1. Cách lắp đặt vận hành băng chuyền tải:
- Đặt hệ thống băng tải vào đúng vị trí cần lắp đặt.
- Dùng thước thủy để căn theo chiều ngang dây tải.
- Siết chặt các buloong nền và buloong chân.
- Điều chỉnh sơ bộ các bass căng dây ở vị trí căng dây tương đối.
- Khởi động động cơ băng tải chạy thử.
- Điều chỉnh cho dây băng tải cân chính giữa.
- Siết ốc kỹ, tỳ ren điều chỉnh lại đúng vị trí.
- Cho hệ thống chạy trong 1 giờ rồi kiểm tra, nếu thấy dây bị sàng thì điều chỉnh lại.
MỤC LỤC
Chương I : Lý thuyết các thành phần liên quan 1
1. Động cơ DC 1
1.1 Cấu tạo 1
1.2 Nguyên lý hoạt động 3
1.3 Điều khiển tốc độ động cơ DC 3
2. Băng tải 4
2.1. Cách lắp đặt vận hành băng chuyền tải 4
2.2. Nguyên tắc kiểm tra băng tải tốt xấu 5
2.3. Các loại băng tải 5
2.3.1. Băng tải bố NN 5
2.3.2 Băng tải con lăng 7
2.3.3. Băng tải cáp thép 7
2.3.4. Băng tải bố EP 9
2.4. Tỷ lệ truyền của băng tải 9
3. Encoder 10
3.1 Cấu tạo chính của Encoder 10
3.2 Nguyên lý cơ bản 12
4. Các phần tử khí nén 12
4.1. Máy nén khí 12
4.2. Bình trích chứa khí nén 13
4.3. Mạng đường ống dẫn khí nén 13
4.4. Van đảo chiều 13
4.5. Van tiết lưu 19
4.6. Cơ cấu chấp hành 20
4.6.1. Nhiệm vụ 20
4.6.2. Xi lanh 20
5. Động cơ bước 21
5.1. Các đặc tính cơ bản 21
5.2. Ưu điểm của động cơ bước 22
5.3. Nhược điểm của động cơ bước 23
5.4. Phân loại động cơ bước 24
5.5. Cấu tạo chung của đông cơ bước 24
5.6. Nguyên tắc hoạt động 25
6.Cảm Biến 27
6.1. Các khái niệm về cảm biến 27
6.1.1.Phần tử nhạy 27
6.1.2.Chuyển đổi đo lường 27
6.2. Cảm biến đo lường 28
6.2.1. Phân loại cảm biến theo đại lượng vào và ra 28
6.2.2. Phân loại theo tính chất vật lý 28
6.2.3. Phân loại theo tính chất nguồn điện 28
6.2.3. Phân loại theo phương pháp đo 29
6.3. Cảm biến quang 29
6.3.1. Khái niệm cơ bản về ánh sang 29
6.3.2.Cảm biến quang điện 31
6.3.3.Photo Diot 32 6.3.4. Photo transitor 34
6.3.5.Cảm biến phát xạ ( Tế bào quang điện) 35
6.4. Cảm biến điện từ 38
6.4.1.Khái niệm 38
6.4.2.Ứng dụng của cảm biến điện cảm vả cảm biến hỗ cảm 40 7. Khái quát về họ PLC S7-200 của Siemens 41
7.1 Giới thiệu về PLC 41
7.2 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của PLC S7-200, CPU 224 42
7.2.1 Cấu trúc 42
7.2.2 Nguyên lý hoạt động 43
7.3 High Speed Counter (HSC) 45
7.3.1. Mode 0,1,2 45
7.3.2. Mode 3,4,5 46
7.3.3. Mode 6,7,8 46
7.3.4. Mode 9,10,11 47
7.3.5. Mode 12 48
7.4. Xuất xung tốc độ cao (PWM,PTO) 51
7.4.1. Điều rộng xung 50% (PTO) 51
7.4.2. Điều rộng xung theo tỉ lệ (PWM) 52
Chương II : Thiết kế và thi công 55
1.Thiết kế phần cơ khí 55
1.1 Vận hành của toàn hệ thống 55
1.2 Vận hành của từng bộ phận 56
2. Linh kiện sử dụng trong đồ án 60
2.1. PLC 60
2.2. Cảm biến 60
2.3. Động cơ bước 64
3.Thiết kế mạch điều khiển 64
3.1. Khối Nguồn 64
3.2. Khối điều khiển tốc độ động cơ (PWM) và chọn chiều động cơ 64
3.3. Khối Step motor 67
3.4. Khối van khí và đảo chiều van 67
3.5. Khối công tắc hành trình 68
3.6. Khối cảm biến 68
Chương III : Lưu đồ giải thuật và chương trình 69
1. Chương trình chính 69
2. Băng chuyền 1 : Rót nước vào chai 72
3. Băng chuyền 2 : Bộ phận đặt nắp chai 76
4. Băng chuyền 3 : Bộ phận vặn nắp chai 77
5. Băng chuyền 4, 5, tay máy 86
6. Băng chuyền 5 88
Chương IV : Phụ lục 95
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
CHƯƠNG I
LÝ THUYẾT CÁC THÀNH PHẦN LIÊN QUAN
1/ Động cơ DC:
Động cơ DC là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều. Động cơ điện một chiều ứng dụng rộng rãi trong các ứng dụng dân dụng cũng như công nghiệp. Thông thường động cơ điện một chiều chỉ chạy ở một tốc độ duy nhất khi nối với nguồn điện, tuy nhiên vẫn có thể điều khiển tốc độ và chiều quay của động cơ với sự hỗ trợ của các mạch điện tử cùng phương pháp PWM.
Động cơ điện một chiều trong dân dụng thường là các dạng động cơ hoạt động với điện áp thấp, dùng với những tải nhỏ. Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu moment mở máy lớn hay yêu cầu thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng. ở đây ta chỉ nghiên cứu động cơ DC trong dân dụng chỉ hoạt động với điện áp 24V trở xuống .
Hình 1.1 Một số loại động cơ trên thực tế.
1.1 Cấu tạo:
Một động cơ DC có 6 phần cơ bản:
Phần ứng hay Rotor (Armature).
Nam châm tạo từ trường hay Stator (field magnet).
Cổ góp (Commutat).
Chổi than (Brushes).
Trục motor (Axle).
Bộ phận cung cấp dòng điện DC.
Stator bao gồm vỏ máy, cực từ chính, cực từ phụ, dây quấn phần cảm (dây quấn kích thích). Số lượng cực từ chính ảnh hưởng tới tốc độ quay. Đối với động cơ công suất nhỏ, người ta có thể kích từ bằng nam châm vĩnh cửu.
Hình 1.2: Cấu tạo động cơ điện một chiều.
Rotor ( còn gọi là phần ứng ) gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại có rãnh để đặt các phần tử của dây quấn phần ứng. Điện áp một chiều được đưa vào phần ứng qua hệ thống chổi than – vành góp.
Chức năng của chổi than – vành góp là để đưa điện áp một chiều và đổi chiều dòng điện trong cuộn dây phần ứng. Số lượng chổi than bằng số lượng cực từ (một nửa có cực từ âm, một nửa có cực từ dương).
Phương trình cơ bản của động cơ 1 chiều:
E = K Φ. W (1)
V = E + Ru.Iu (2)
M = K Φ Iu (3)
Với:
E: sức điện động cảm ứng (V).
Φ: Từ thông trên mỗi cực( Wb).
Iu: dòng điện phần ứng (A).
V : Điện áp phần ứng (V).
Ru: Điện trở phần ứng (Ohm).
W : tốc độ động cơ (rad/s).
M : moment động cơ (Nm).
K: hằng số, phụ thuộc cấu trúc động cơ.
1.2 Nguyên lý hoạt động:
Khi có một dòng điện chảy qua cuộn dây quấn xung quanh một lõi sắt, cạnh phía bên cực dương sẽ bị tác động bởi một lực hướng lên, trong khi cạnh đối diện lại bị tác động bằng một lực hướng xuống theo nguyên lý bàn tay trái của Fleming. Các lực này gây tác động quay lên cuộn dây, và làm cho rotor quay. Để làm cho rotor quay liên tục và đúng chiều, một bộ cổ góp điện sẽ làm chuyển mạch dòng điện sau mỗi vị trí ứng với 1/2 chu kỳ. Chỉ có vấn đề là khi mặt của cuộn dây song song với các đường sức từ trường. Nghĩa là lực quay của động cơ bằng 0 khi cuộn dây lệch 90o so với phương ban đầu của nó, khi đó rotor sẽ quay theo quán tính. Tương tác giữa dòng điện phần ứng và từ thông kích thích tạo thành momen điện từ. Do đó phần ứng sẽ được quay quanh trục.
Hình 1.3: Nguyên lý hoạt động của động cơ DC.
1.3 Điều khiển tốc độ động cơ DC:
Thông thường, tốc độ quay của một động cơ điện một chiều tỷ lệ với điện áp đặt vào nó, và ngẫu lực quay tỷ lệ với dòng điện. Có nhiều phương pháp để thay đổi tốc độ động cơ DC, ở đây ta sử dụng phương pháp điều khiển thông dụng nhất là kiểu điều biến độ rộng xung (PWM), có nghĩa là ta cấp áp cho động cơ dưới dạng xung với tần số không đổi mà chỉ thay đổi Ton và Toff.
Từ (1),(2). (3) suy ra:
W = V/(K.Φ) – Ru.Iu/(K.Φ) (4)
Theo (4) : khi Iu không đổi (tức Moment không đổi) và Φ không đổi thì W thay đổi "tuyến tính" theo V (thực tế thì không hoàn toàn tuyến tính theo đường thẳng được).
Hình 1.4: Điều khiển động cơ bằng PWM.
Khi tỷ lệ thời gian "on" trên thời gian "off" thay đổi sẽ làm thay đổi điện áp trung bình (VAV). Tỷ lệ phần trăm thời gian "on" trong một chu kỳ chuyển mạch nhân với điện áp cấp nguồn sẽ cho điện áp trung bình đặt vào động cơ. Như vậy với điện áp nguồn cung cấp là 100V, và tỷ lệ thời gian ON là 25% thì điện áp trung bình là 25V. VAV thay đổi từ VL đến VH tùy theo các độ rộng Ton và Toff
Như vậy, tốc độ động cơ sẽ thay đổi "tuyến tính" theo % độ rộng xung.
2. Băng tải:
2.1. Cách lắp đặt vận hành băng chuyền tải:
- Đặt hệ thống băng tải vào đúng vị trí cần lắp đặt.
- Dùng thước thủy để căn theo chiều ngang dây tải.
- Siết chặt các buloong nền và buloong chân.
- Điều chỉnh sơ bộ các bass căng dây ở vị trí căng dây tương đối.
- Khởi động động cơ băng tải chạy thử.
- Điều chỉnh cho dây băng tải cân chính giữa.
- Siết ốc kỹ, tỳ ren điều chỉnh lại đúng vị trí.
- Cho hệ thống chạy trong 1 giờ rồi kiểm tra, nếu thấy dây bị sàng thì điều chỉnh lại.
MỤC LỤC
Chương I : Lý thuyết các thành phần liên quan 1
1. Động cơ DC 1
1.1 Cấu tạo 1
1.2 Nguyên lý hoạt động 3
1.3 Điều khiển tốc độ động cơ DC 3
2. Băng tải 4
2.1. Cách lắp đặt vận hành băng chuyền tải 4
2.2. Nguyên tắc kiểm tra băng tải tốt xấu 5
2.3. Các loại băng tải 5
2.3.1. Băng tải bố NN 5
2.3.2 Băng tải con lăng 7
2.3.3. Băng tải cáp thép 7
2.3.4. Băng tải bố EP 9
2.4. Tỷ lệ truyền của băng tải 9
3. Encoder 10
3.1 Cấu tạo chính của Encoder 10
3.2 Nguyên lý cơ bản 12
4. Các phần tử khí nén 12
4.1. Máy nén khí 12
4.2. Bình trích chứa khí nén 13
4.3. Mạng đường ống dẫn khí nén 13
4.4. Van đảo chiều 13
4.5. Van tiết lưu 19
4.6. Cơ cấu chấp hành 20
4.6.1. Nhiệm vụ 20
4.6.2. Xi lanh 20
5. Động cơ bước 21
5.1. Các đặc tính cơ bản 21
5.2. Ưu điểm của động cơ bước 22
5.3. Nhược điểm của động cơ bước 23
5.4. Phân loại động cơ bước 24
5.5. Cấu tạo chung của đông cơ bước 24
5.6. Nguyên tắc hoạt động 25
6.Cảm Biến 27
6.1. Các khái niệm về cảm biến 27
6.1.1.Phần tử nhạy 27
6.1.2.Chuyển đổi đo lường 27
6.2. Cảm biến đo lường 28
6.2.1. Phân loại cảm biến theo đại lượng vào và ra 28
6.2.2. Phân loại theo tính chất vật lý 28
6.2.3. Phân loại theo tính chất nguồn điện 28
6.2.3. Phân loại theo phương pháp đo 29
6.3. Cảm biến quang 29
6.3.1. Khái niệm cơ bản về ánh sang 29
6.3.2.Cảm biến quang điện 31
6.3.3.Photo Diot 32 6.3.4. Photo transitor 34
6.3.5.Cảm biến phát xạ ( Tế bào quang điện) 35
6.4. Cảm biến điện từ 38
6.4.1.Khái niệm 38
6.4.2.Ứng dụng của cảm biến điện cảm vả cảm biến hỗ cảm 40 7. Khái quát về họ PLC S7-200 của Siemens 41
7.1 Giới thiệu về PLC 41
7.2 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của PLC S7-200, CPU 224 42
7.2.1 Cấu trúc 42
7.2.2 Nguyên lý hoạt động 43
7.3 High Speed Counter (HSC) 45
7.3.1. Mode 0,1,2 45
7.3.2. Mode 3,4,5 46
7.3.3. Mode 6,7,8 46
7.3.4. Mode 9,10,11 47
7.3.5. Mode 12 48
7.4. Xuất xung tốc độ cao (PWM,PTO) 51
7.4.1. Điều rộng xung 50% (PTO) 51
7.4.2. Điều rộng xung theo tỉ lệ (PWM) 52
Chương II : Thiết kế và thi công 55
1.Thiết kế phần cơ khí 55
1.1 Vận hành của toàn hệ thống 55
1.2 Vận hành của từng bộ phận 56
2. Linh kiện sử dụng trong đồ án 60
2.1. PLC 60
2.2. Cảm biến 60
2.3. Động cơ bước 64
3.Thiết kế mạch điều khiển 64
3.1. Khối Nguồn 64
3.2. Khối điều khiển tốc độ động cơ (PWM) và chọn chiều động cơ 64
3.3. Khối Step motor 67
3.4. Khối van khí và đảo chiều van 67
3.5. Khối công tắc hành trình 68
3.6. Khối cảm biến 68
Chương III : Lưu đồ giải thuật và chương trình 69
1. Chương trình chính 69
2. Băng chuyền 1 : Rót nước vào chai 72
3. Băng chuyền 2 : Bộ phận đặt nắp chai 76
4. Băng chuyền 3 : Bộ phận vặn nắp chai 77
5. Băng chuyền 4, 5, tay máy 86
6. Băng chuyền 5 88
Chương IV : Phụ lục 95
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: