LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ
Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang phát triển khá nhanh trong thời gian gần đây, tuy nhiên lại vấp phải sự cạnh tranh to lớn từ ô tô ngoại nhập. Vì vậy, để có thể sản xuất các dòng xe có tỉ lệ nội địa hóa cao với chất lượng tốt, giá cả phù hợp với khả năng chi trả của người dân và cạnh tranh trong thị trường khu vực, thế giới, THACO Chu Lai, với tầm nhìn trở thành trung tâm sản xuất ô tô và công nghiệp hỗ trợ lớn nhất Việt Nam, đã tiến hành xây dựng nhà máy sản xuất và lắp ráp xe tải mới với các công nghệ tiên tiến thay thế cho nhà máy cũ đã hoạt động từ năm 2003. Nhằm nâng cao hiệu quả và năng suất hoạt động, nhà máy THACO Tải mới hướng đến tự động hóa toàn bộ quy trình sản xuất, từ các công đoạn sơn, hàn cho đến lắp ráp. Nhận thấy các khó khăn do việc vận chuyển lốp bằng xe nâng từ bên ngoài nhà máy (lốp lớn và nặng, lối đi nhiều vật cản, tốn nhiều thời gian…), việc thi công dây chuyền cấp lốp tự động ở xưởng lắp ráp là thực sự cần thiết.
Hệ thống điều khiển băng chuyền
Đều khiển tự động dây chuyền
Thiết kế
Cơ khí.
MỤC LỤC
TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................................ iii NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................................v LỜI NÓI ĐẦU..............................................................................................................vii CAM ĐOAN............................................................................................................... viii MỤC LỤC .....................................................................................................................ix DANH SÁCH HÌNH VẼ .............................................................................................xii DANH SÁCH BẢNG...................................................................................................xv MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1 Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI...............................................................................2
1.1. Đặt vấn đề: ......................................................................................................... 2
1.2. Mục tiêu của đề tài: ........................................................................................... 4
1.3. Kiến trúc tổng quan của đề tài:........................................................................ 4
1.3.1. Yêu cầu đặt ra:.....................................................................................................4
1.3.2. Kết cấu cơ khí: .....................................................................................................5
1.3.3. Hệ thống điều khiển - giám sát:..........................................................................7
a) Nguồn điện cung cấp: ...............................................................................................8
b) Điềukhiểncôngsuất:...............................................................................................8
c) SCADA:.....................................................................................................................8
d) Xử lý dữ liệu - Bộ điều khiển PLC:..........................................................................9
e) Thu thập dữ liệu - Mạng công nghiệp:..................................................................10
Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ..........................................................11 2.1. Bài toán thiết kế ................................................................................................... 11 2.2. Các bộ phận của băng chuyền:........................................................................... 13 2.2.1. Băng tải con lăn: ................................................................................................13 2.2.2. Thang nâng xích.................................................................................................15 2.2.3. Bộ truyền động cho băng tải và thang nâng:....................................................16 2.2.4. Cụm chuyển hướng:...........................................................................................17 2.2.5. Cụm tách lốp:......................................................................................................18 2.2.6. Cụm chặn lốp: ....................................................................................................19 2.2.7. Cụm lật lốp: ........................................................................................................20 2.3. Các thiết bị khí nén: ............................................................................................ 21 2.3.1. Xylanh khí: .........................................................................................................21 2.3.2. Các van khí nén:.................................................................................................23
ix
DUT-LRCC
a) Van điện từ:..............................................................................................................23 b) Van tiết lưu một chiều: ............................................................................................23 c) Bộ lọc kết hợp F.R.L.:..............................................................................................24 Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT .................... 26 3.1. Thiết kế hệ thống điện - điều khiển: ...................................................................26 3.1.1. Bố trí cảm biến: .................................................................................................. 26 a) Cảm biến quang:......................................................................................................26 b) Công tắc hành trình:................................................................................................28 c) Cảm biến xylanh: .....................................................................................................29 3.1.2. Thiết kế tủ điện điều khiển: ............................................................................... 29 a) Aptomat(MCCB/MCB):...........................................................................................33 b) Contactor (MC):.......................................................................................................36 c) Relay IOLink:...........................................................................................................37 d) Biến áp:.....................................................................................................................38 e) Biến tần: ...................................................................................................................39 f) PLC Mitsubishi MELSEC-Q:...................................................................................42 3.1.3. Giới thiệu về phần mềm lập trình GX Work 2:.................................................47 3.1.4. Truyền thông CCLink :......................................................................................49 a) Đặc điểm:..................................................................................................................49 b) Các loại trạm sử dụng: ............................................................................................49 c) Cấu hình CCLink trong hệ thống điều khiển: ........................................................ 50 3.2. Chương trình điều khiển: ....................................................................................55 3.2.1. Lưu đồ thuật toán: .............................................................................................55 3.2.2. Chương trình PLC: ............................................................................................ 55 3.3. Chương trình giám sát.........................................................................................55 3.3.1. Tổng quan về SCADA:.......................................................................................55 a) Khái niệm và chức năng:.........................................................................................55 b) Cấu trúc hệ thống SCADA:.....................................................................................56 c) Phần mềm TIA Portal và WinCC:...........................................................................57 d) Giao tiếp dữ liệu giữa PLC Q06UDV và TIA Portal: ............................................57 3.3.2. Chương trình SCADA giám sát băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ: ................... 59 KẾT LUẬN .................................................................................................................. 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 62
x
DUT-LRCC
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1: ĐỒ THỊ SỐ LẦN KHỞI ĐỘNG CHO PHÉP CỦA ĐỘNG CƠ .......1 PHỤ LỤC 2: BIẾN TẦN FR E740...............................................................................2
1. Hướng dẫn chọn biến tần và các thiết bị liên quan: ...................................... 2
2. Hướng dẫn chọn dây ......................................................................................... 2
3. Sơ đồ nối dây:..................................................................................................... 2
4. Thông số kỹ thuật các cực: ............................................................................... 3
5. Đấu nối truyền thông CC Link: ....................................................................... 6
6. Cài đặt thông số cho biến tần hoạt động:........................................................ 6
PHỤ LỤC 3: PLC Q06UDV .........................................................................................7
1. Bộ nguồn PLC Mitsubishi Q61P:..................................................................... 7
2. MAIN BASE UNITS Q35B : ............................................................................ 8
3. Module CPU Q06UDV :.................................................................................... 9
4. Module CCLink QJ61BT11N : ...................................................................... 15
xi
DUT-LRCC
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1. Toàn cảnh khu phức hợp THACO Chu Lai ...................................................2 Hình 1.2. Khu vực nhận lốp các dòng xe tải nhẹ tại nhà máy THACO Tải mới............3 Hình 1.3. Dòng xe tải nhẹ KIA New Frontier K200 (tải trọng 990kg - 1,99T)..............4 Hình 1.4. Tổng quan về yêu cầu của đề tàI.....................................................................5 Hình 1.5. Băng tải vận chuyển lốp..................................................................................5 Hình 1.6. Thang nâng xích..............................................................................................6 Hình 1.7. Thang nâng chữ X sử dụng xylanh thủy lực ................................................... 6 Hình 1.8. Cơ cấu chuyển hướng......................................................................................6 Hình 1.9. Cần chặn và tách lốp .......................................................................................7 Hình 1.10. Kiến trúc hệ thống điện - điều khiển.............................................................7 Hình 1.11. Mạch động cơ điện........................................................................................8 Hình 1.12. Màn hình giám sát hệ thống sản xuất nước khoáng......................................8 Hình 1.13. Các máy rửa xe hoạt động theo trình tự được định sẵn ................................9 Hình 1.14. Mạng công nghiệp trong nhà máy...............................................................10 Hình 1.15. Sơ đồ hoạt động của băng chuyền cấp lốp..................................................11
Hình 2.1. Bản vẽ tổng thể băng chuyền ........................................................................12 Hình 2.2. Băng tải con lăn.............................................................................................13 Hình 2.3. Bản vẽ con lăn...............................................................................................14 Hình 2.4. Gờ chắn lốp hai bên thành của băng chuyền.................................................14 Hình 2.5. Sơ đồ động hộp giảm tốc thang nâng............................................................15 Hình 2.6. Thang nâng xích............................................................................................16 Hình 2.7. Sơ đồ động hộp giảm tốc cụm chuyển hướng...............................................17 Hình 2.8. Cụm chuyển hướng .......................................................................................18 Hình 2.9. Cụm tách lốp .................................................................................................18 Hình 2.10. Cụm tách lốp trong thực tế..........................................................................19 Hình 2.11. Sơ đồ động cụm chặn lốp............................................................................19 Hình 2.12. Cụm chặn lốp ..............................................................................................20 Hình 2.13. Cụm chặn lốp trong thực tế.........................................................................20 Hình 2.14. Cụm lật lốp .................................................................................................20 Hình 2.15. Sơ đồ khí nén cơ cấu lật lốp ........................................................................ 21 Hình 2.17. Nguyên lý hoạt động của xylanh xoay ........................................................ 21 Hình 2.18. Van điện từ ..................................................................................................23
xii
DUT-LRCC
Hình 2.19. Van tiết lưu ..................................................................................................23 Hình 2.20. Van tiết lưu và và điện từ được sử dụng trong cơ cấu chặn lốp..................24 Hình 2.21. Hình ảnh bộ lọc kết hợp ..............................................................................24
Hình 3.1 Kiến trúc tổng quan hệ thống điều khiển. ......................................................26 Hình 3.2. Sơ đồ bố trí cảm biến quang PHS .................................................................27 Hình 3.3. Cảm biến quang E3JM của Omron ...............................................................27 Hình 3.4. Sơ đồ đấu dây của cảm biến quang thu phát .................................................28 Hình 3.5. Sơ đồ bố trí công tắc hành trình ....................................................................28 Hình 3.6. Công tắc hành trình WLG2-LD-DGJ03........................................................28 Hình 3.7. Cảm biến xylanh đi kèm với xylanh CKD ....................................................29 Hình 3.8. Tủ điện - điều khiển chính.............................................................................30 Hình 3.9. Tủ trạm ..........................................................................................................30 Hình 3.10. Bản vẽ phân phối điện .................................................................................31 Hình 3.11. Bản vẽ tủ điện điều khiển băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ .........................32 Hình 3.12. Các thiết bị bên trong tủ điện ......................................................................33 Hình 3.13. Cấu tạo aptomat...........................................................................................34 Hình 3.14. Các MCCB bảo vệ biến tần .........................................................................35 Hình 3.15. Cấu tạo contactor .........................................................................................36 Hình 3.16. Các contactor đóng ngắt phanh động cơ .....................................................36 Hình 3.17. Relay IOlink R4T-G6D 24VDC hãng Samwon..........................................37 Hình 3.18. Sơ đồ dây bên trong relay IOlink R4T-G6D 24VDC..................................37 Hình 3.19. Biến áp WY42 2KAW của hãng Woonyoung ............................................38 Hình 3.20. Sơ đồ dây bên trong biến áp WY42 2KAW ................................................38 Hình 3.21. Nguyên lý hoạt động của máy biến áp ........................................................39 Hình 3.22. Biến tần Mitsubishi......................................................................................39 Hình 3.23. Sơ đồ khối cấu tạo biến tần .........................................................................40 Hình 3.24. Biến đổi điện áp tần số qua biến tần............................................................41 Hình 3.25. PLC dòng MELSEC-Q................................................................................43 Hình 3.26. Các khối cơ bản ...........................................................................................43 Hình 3.27. Tổng quát về nguyên lý hoạt động PLC......................................................44 Hình 3.28. Khối nguồn PLC .........................................................................................44 Hình 3.29. Q35B ...........................................................................................................45 Hình 3.30. Module CPU Q06UDV ...............................................................................46 Hình 3.31. Module CCLink QJ61BT11N .....................................................................46 Hình 3.32. Quá trình lập trình và đưa vào thực tế chương trình PLC...........................47
xiii
DUT-LRCC
Hình 3.33. Giao diện GX Works 2................................................................................48 Hình 3.34. Quy trình tạo một chương trình PLC ..........................................................48 Hình 3.35. Kết nối CC link ...........................................................................................49 Hình 3.36. Các loại trạm trong mạng CCLink .............................................................. 50 Hình 3.37. Kết nối các trạm ..........................................................................................50 Hình 3.38. Cấu hình CCLink trong hệ thống điều khiển .............................................. 51 Hình 3.39. Cài đặt phần cứng........................................................................................51 Hình 3.40. Thiết lập thông tin chính .............................................................................52 Hình 3.41. Thiết lập thông tin các trạm IO từ xa .......................................................... 54 Hình 3.42. Thiết lập thông tin trạm thiết bị (biến tần) .................................................. 54 Hình 3.43. Mô hình phân cấp chức năng của hệ SCADA ............................................56 Hình 3.44. Cấu trúc hệ thống SCADA..........................................................................56 Hình 3.45. Giao diện làm việc của TIA Portal..............................................................57 Hình 3.46. Giao diện của phần mềm.............................................................................59 Hình 3.47. Giao diện chính của chương trình SCADA ................................................60 Hình 3.48. Giao diện màn hình báo lỗi ......................................................................... 60
xiv
DUT-LRCC
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1. Thông số hai loại lốp lớn nhất và nhỏ nhất...................................................11 Bảng 2.2. Các chi tiết của băng chuyền.........................................................................12 Bảng 2.3. Sơ đồ động của băng tải con lăn ...................................................................13 Bảng 2.4. Bảng phân bố tốc độ băng chuyền ................................................................13 Bảng 2.5. Bảng phân bố tốc độ động cơ thang nâng.....................................................15 Bảng 2.6. Bảng phân bố tốc độ động cơ cụm chuyển hướng........................................17 Bảng 2.10. Thông số các xylanh được sử dụng.............................................................21 Bảng 2.11. Thông số van điện từ được sử dụng............................................................23 Bảng 2.12. Thông số van tiết lưu được sử dụng............................................................24 Bảng 2.13. Thông số bộ lọc kết hợp..............................................................................25
Bảng 3.1. Các thiết bị được lắp đặt trong tủ điện..........................................................32 Bảng 3.2. Thông số MCCB EZC250F3200 ..................................................................34 Bảng 3.3. Thông số MCCB EZC100F3015 ..................................................................35 Bảng 3.4. Thông số MCCB EZC100H2015..................................................................35 Bảng 3.5. Thông số Contactor LC1D12P7` ..................................................................37 Bảng 3.6. Thông số của relay IOlink.............................................................................38 Bảng 3.7. Thông số kĩ thuật biến áp WY42 2KA .........................................................39 Bảng 3.8. Thông số biến tần FR E740 2,2kW...............................................................41 Bảng 3.9. Thông số Q61P..............................................................................................45 Bảng 3.10. Thông số Q35B ...........................................................................................45 Bảng 3.11. Thông số module CPU Q06UDV ...............................................................46 Bảng 3.12. Thông số module QJ61BT11N ...................................................................47 Bảng 3.13. Các thông số cần thiết lập ...........................................................................52 Bảng 3.14. Chi tiết các thông tin được thiết lập ............................................................55
xv
DUT-LRCC
DUT-LRCC
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ
MỞ ĐẦU
Tự động hóa trong công nghiệp là việc sử dụng các hệ thống điều khiển và tự động như máy tính, robot... phục vụ cho quá trình sản xuất, thay thế sức lao động của con người. Tự động hóa không chỉ giúp tăng năng suất lao động, cắt giảm chi phí nhân sự mà còn nâng cao chất lượng và tính thích ứng với sự thay đổi các yêu cầu, tiêu chuẩn sản xuất.
Nhận thấy sự cấp thiết của tự động hóa trong sản xuất hiện nay, nhóm chúng em, với mong muốn được tiếp xúc với thực tế của ngành và tích lũy thêm các kinh nghiệm, kỹ năng chuyên môn, đã thực hiện Đồ án Tốt nghiệp tại Phòng Thiết bị Công nghiệp, công ty Tổ hợp Cơ khí THACO Chu Lai và được Công ty phân đề tài “Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển dây chuyền cấp lốp xe tải nhẹ” trong dự án thi công xưởng lắp ráp nhà máy THACO Tải mới. Mục tiêu của đồ án là thiết kế được hệ điều khiển băng chuyền cấp lốp tự động cho dây chuyền lắp ráp chassis xe tải nhẹ, đồng thời đáp ứng được yêu cầu về thời gian cấp lốp lên phù hợp với thời gian lắp ráp để đảm bảo năng suất sản xuất.
Nhằm ghi lại quá trình và kết quả của Đồ án Tốt nghiệp, nhóm tác giả đã thực hiện bài luận văn này với cấu trúc như sau:
Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ
Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT Chương 4: KẾT LUẬN
Sinh viên thực hiện: Bùi Công Bảo – Phan Nhật Hạ Hướng dẫn: TS. Đặng Phước Vinh 1
DUT-LRCC
1.1. Đặt vấn đề:
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ
Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang phát triển khá nhanh trong thời gian gần đây, tuy nhiên lại vấp phải sự cạnh tranh to lớn từ ô tô ngoại nhập. Vì vậy, để có thể sản xuất các dòng xe có tỉ lệ nội địa hóa cao với chất lượng tốt, giá cả phù hợp với khả năng chi trả của người dân và cạnh tranh trong thị trường khu vực, thế giới, THACO Chu Lai, với tầm nhìn trở thành trung tâm sản xuất ô tô và công nghiệp hỗ trợ lớn nhất Việt Nam, đã tiến hành xây dựng nhà máy sản xuất và lắp ráp xe tải mới với các công nghệ tiên tiến thay thế cho nhà máy cũ đã hoạt động từ năm 2003.
Hình 1.1. Toàn cảnh khu phức hợp THACO Chu Lai [12]
Nhà máy được trang bị các dây chuyền công nghệ hiện đại được chuyển giao bởi các tập đoàn danh tiếng hàng đầu thế giới như Hyundai, Kia, Foton... tại các nhà xưởng:
Xưởng lắp ráp:
- Dây chuyền lắp ráp chassis theo tiêu chuẩn công nghệ của Hyundai
- Hệ thống thiết bị nâng hạ (Lifter) đảm bảo tính cân bằng khi kết nối body vào
chassis
- Hệ thống EMS vận chuyển body
- Dây chuyền lắp ráp hệ thống điện
- Dây chuyền lắp ráp các chi tiết rời hỗ trợ dây chuyền lắp ráp hoàn thiện - Dây chuyền lắp ráp hoàn thiện
Xưởng hàn:
+ Dây chuyền hàn bấm xe Forland/Auman
+ Dây chuyền hàn bấm Ollin.
+ Dây chuyền hàn bấm Hyundai HD500, HF650.
Sinh viên thực hiện: Bùi Công Bảo – Phan Nhật Hạ
Hướng dẫn: TS. Đặng Phước Vinh 2
DUT-LRCC
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ
+ Dây chuyền hàn bấm Frontier
+ Dây chuyền hàn bấm Towner
Các dây chuyền hàn theo tiêu chuẩn Hyundai với hệ thống, thiết bị hiện đại đảm bảo
chính xác trong việc lắp ghép các chi tiết. Xưởng sơn:
- Bao gồm 2 dãy phòng công nghệ được bố trí song song, body xe được di chuyển bằng hệ thống transfer. Công nghệ cấp gió điều hòa đảm bảo xưởng sơn luôn sạch sẽ, không có bụi.
- Nguồn vật liệu đầu vào dùng để xử lý bề mặt body trước khi sơn được nhập khẩu từ Malaysia. Lớp sơn bề mặt được nhập khẩu từ Hàn Quốc.
Xưởng kiểm định:
- Dây chuyền được trang bị các thiết bị kiểm tra hiện đại theo tiêu chuẩn của Hyundai, đáp ứng các tiêu chuẩn của QCVN về chất lượng xe xuất xưởng. Bên cạnh đó dây thiết bị kiểm tra lực phanh được tích hợp để kiểm tra hoạt động của hệ thống phanh ABS trên xe.
Riêng tại xưởng lắp ráp, nhận thấy các khó khăn do việc vận chuyển lốp bằng xe nâng từ bên ngoài nhà máy (lốp lớn và nặng, lối đi nhiều vật cản, tốn nhiều thời gian...), việc thi công băng chuyền cấp lốp tự động ở xưởng lắp ráp là thực sự cần thiết. Băng chuyền nằm trong hệ thống các băng chuyền tự động của nhà máy THACO Tải mới, hướng đến mục tiêu tự động hóa quy trình sản xuất, từ hàn, sơn cho đến lắp ráp, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, cắt giảm các công đoạn khó khăn cho công nhân.
Hình 1.2. Khu vực nhận lốp các dòng xe tải nhẹ tại nhà máy THACO Tải mới
1.Thanh tiêu đề: Tên dự án được hiển thị
2.Thanh menu: Các tùy chọn menu để thực thi từng chức năng sẽ được hiển thị 3.Thanh công cụ: Các nút công cụ để thực thi từng chức năng sẽ được hiển thị 4.Tab: Sử dụng các tab này để chuyển đổi cửa sổ làm việc
5.Cửa sổ làm việc: Sử dụng cho các hoạt động như lập trình,cài đựt tham số và giám
sát
6.Cửa sổ điều hướng: Các nội dung của dự án sẽ được hiển thị theo định dạng cây.
Quy trình tạo 1 chương trình PLC:
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ
1.2. Mục tiêu của đề tài:
✓ Nghiên cứu hệ thống cơ khí, đặc điểm động học và động lực học của băng tải con lăn sử dụng bộ truyền xích, thang nâng xích và các cơ cấu phụ trợ.
✓ Thiết kế hệ thống điện - điều khiển với tủ điện phân phối, PLC Mitsubishi, sử dụng biến tần điều khiển động cơ, mạng dữ liệu CClink để thu thập và truyền tín hiệu đến các trạm từ xa.
✓ Thiết kế hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu của băng chuyền cấp lốp.
✓ Nghiên cứu, ứng dụng các phần mềm cơ khí, điện, điều khiển vào thiết kế thực tế.
1.3. Kiến trúc tổng quan của đề tài:
1.3.1. Yêu cầu đặt ra:
Thiết kế hệ thống điều khiển băng chuyền cấp lốp tự động từ nơi cấp phát lốp bên ngoài nhà máy đến dây chuyền chassis tải nhẹ để lắp vào khung gầm xe tải.
Các dòng xe tải nhẹ được sản xuất tại nhà máy THACO Tải:
- KIA New Frontier K200, K250;
- THACO Ollin;
- Fuso Canter;
-...
Hình 1.3. Dòng xe tải nhẹ KIA New Frontier K200 (tải trọng 990kg - 1,99T) [12]
Sinh viên thực hiện: Bùi Công Bảo – Phan Nhật Hạ Hướng dẫn: TS. Đặng Phước Vinh 4
DUT-
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:
Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ
Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang phát triển khá nhanh trong thời gian gần đây, tuy nhiên lại vấp phải sự cạnh tranh to lớn từ ô tô ngoại nhập. Vì vậy, để có thể sản xuất các dòng xe có tỉ lệ nội địa hóa cao với chất lượng tốt, giá cả phù hợp với khả năng chi trả của người dân và cạnh tranh trong thị trường khu vực, thế giới, THACO Chu Lai, với tầm nhìn trở thành trung tâm sản xuất ô tô và công nghiệp hỗ trợ lớn nhất Việt Nam, đã tiến hành xây dựng nhà máy sản xuất và lắp ráp xe tải mới với các công nghệ tiên tiến thay thế cho nhà máy cũ đã hoạt động từ năm 2003. Nhằm nâng cao hiệu quả và năng suất hoạt động, nhà máy THACO Tải mới hướng đến tự động hóa toàn bộ quy trình sản xuất, từ các công đoạn sơn, hàn cho đến lắp ráp. Nhận thấy các khó khăn do việc vận chuyển lốp bằng xe nâng từ bên ngoài nhà máy (lốp lớn và nặng, lối đi nhiều vật cản, tốn nhiều thời gian…), việc thi công dây chuyền cấp lốp tự động ở xưởng lắp ráp là thực sự cần thiết.
Hệ thống điều khiển băng chuyền
Đều khiển tự động dây chuyền
Thiết kế
Cơ khí.
MỤC LỤC
TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................................ iii NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................................v LỜI NÓI ĐẦU..............................................................................................................vii CAM ĐOAN............................................................................................................... viii MỤC LỤC .....................................................................................................................ix DANH SÁCH HÌNH VẼ .............................................................................................xii DANH SÁCH BẢNG...................................................................................................xv MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1 Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI...............................................................................2
1.1. Đặt vấn đề: ......................................................................................................... 2
1.2. Mục tiêu của đề tài: ........................................................................................... 4
1.3. Kiến trúc tổng quan của đề tài:........................................................................ 4
1.3.1. Yêu cầu đặt ra:.....................................................................................................4
1.3.2. Kết cấu cơ khí: .....................................................................................................5
1.3.3. Hệ thống điều khiển - giám sát:..........................................................................7
a) Nguồn điện cung cấp: ...............................................................................................8
b) Điềukhiểncôngsuất:...............................................................................................8
c) SCADA:.....................................................................................................................8
d) Xử lý dữ liệu - Bộ điều khiển PLC:..........................................................................9
e) Thu thập dữ liệu - Mạng công nghiệp:..................................................................10
Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ..........................................................11 2.1. Bài toán thiết kế ................................................................................................... 11 2.2. Các bộ phận của băng chuyền:........................................................................... 13 2.2.1. Băng tải con lăn: ................................................................................................13 2.2.2. Thang nâng xích.................................................................................................15 2.2.3. Bộ truyền động cho băng tải và thang nâng:....................................................16 2.2.4. Cụm chuyển hướng:...........................................................................................17 2.2.5. Cụm tách lốp:......................................................................................................18 2.2.6. Cụm chặn lốp: ....................................................................................................19 2.2.7. Cụm lật lốp: ........................................................................................................20 2.3. Các thiết bị khí nén: ............................................................................................ 21 2.3.1. Xylanh khí: .........................................................................................................21 2.3.2. Các van khí nén:.................................................................................................23
ix
DUT-LRCC
a) Van điện từ:..............................................................................................................23 b) Van tiết lưu một chiều: ............................................................................................23 c) Bộ lọc kết hợp F.R.L.:..............................................................................................24 Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT .................... 26 3.1. Thiết kế hệ thống điện - điều khiển: ...................................................................26 3.1.1. Bố trí cảm biến: .................................................................................................. 26 a) Cảm biến quang:......................................................................................................26 b) Công tắc hành trình:................................................................................................28 c) Cảm biến xylanh: .....................................................................................................29 3.1.2. Thiết kế tủ điện điều khiển: ............................................................................... 29 a) Aptomat(MCCB/MCB):...........................................................................................33 b) Contactor (MC):.......................................................................................................36 c) Relay IOLink:...........................................................................................................37 d) Biến áp:.....................................................................................................................38 e) Biến tần: ...................................................................................................................39 f) PLC Mitsubishi MELSEC-Q:...................................................................................42 3.1.3. Giới thiệu về phần mềm lập trình GX Work 2:.................................................47 3.1.4. Truyền thông CCLink :......................................................................................49 a) Đặc điểm:..................................................................................................................49 b) Các loại trạm sử dụng: ............................................................................................49 c) Cấu hình CCLink trong hệ thống điều khiển: ........................................................ 50 3.2. Chương trình điều khiển: ....................................................................................55 3.2.1. Lưu đồ thuật toán: .............................................................................................55 3.2.2. Chương trình PLC: ............................................................................................ 55 3.3. Chương trình giám sát.........................................................................................55 3.3.1. Tổng quan về SCADA:.......................................................................................55 a) Khái niệm và chức năng:.........................................................................................55 b) Cấu trúc hệ thống SCADA:.....................................................................................56 c) Phần mềm TIA Portal và WinCC:...........................................................................57 d) Giao tiếp dữ liệu giữa PLC Q06UDV và TIA Portal: ............................................57 3.3.2. Chương trình SCADA giám sát băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ: ................... 59 KẾT LUẬN .................................................................................................................. 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 62
x
DUT-LRCC
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1: ĐỒ THỊ SỐ LẦN KHỞI ĐỘNG CHO PHÉP CỦA ĐỘNG CƠ .......1 PHỤ LỤC 2: BIẾN TẦN FR E740...............................................................................2
1. Hướng dẫn chọn biến tần và các thiết bị liên quan: ...................................... 2
2. Hướng dẫn chọn dây ......................................................................................... 2
3. Sơ đồ nối dây:..................................................................................................... 2
4. Thông số kỹ thuật các cực: ............................................................................... 3
5. Đấu nối truyền thông CC Link: ....................................................................... 6
6. Cài đặt thông số cho biến tần hoạt động:........................................................ 6
PHỤ LỤC 3: PLC Q06UDV .........................................................................................7
1. Bộ nguồn PLC Mitsubishi Q61P:..................................................................... 7
2. MAIN BASE UNITS Q35B : ............................................................................ 8
3. Module CPU Q06UDV :.................................................................................... 9
4. Module CCLink QJ61BT11N : ...................................................................... 15
xi
DUT-LRCC
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1. Toàn cảnh khu phức hợp THACO Chu Lai ...................................................2 Hình 1.2. Khu vực nhận lốp các dòng xe tải nhẹ tại nhà máy THACO Tải mới............3 Hình 1.3. Dòng xe tải nhẹ KIA New Frontier K200 (tải trọng 990kg - 1,99T)..............4 Hình 1.4. Tổng quan về yêu cầu của đề tàI.....................................................................5 Hình 1.5. Băng tải vận chuyển lốp..................................................................................5 Hình 1.6. Thang nâng xích..............................................................................................6 Hình 1.7. Thang nâng chữ X sử dụng xylanh thủy lực ................................................... 6 Hình 1.8. Cơ cấu chuyển hướng......................................................................................6 Hình 1.9. Cần chặn và tách lốp .......................................................................................7 Hình 1.10. Kiến trúc hệ thống điện - điều khiển.............................................................7 Hình 1.11. Mạch động cơ điện........................................................................................8 Hình 1.12. Màn hình giám sát hệ thống sản xuất nước khoáng......................................8 Hình 1.13. Các máy rửa xe hoạt động theo trình tự được định sẵn ................................9 Hình 1.14. Mạng công nghiệp trong nhà máy...............................................................10 Hình 1.15. Sơ đồ hoạt động của băng chuyền cấp lốp..................................................11
Hình 2.1. Bản vẽ tổng thể băng chuyền ........................................................................12 Hình 2.2. Băng tải con lăn.............................................................................................13 Hình 2.3. Bản vẽ con lăn...............................................................................................14 Hình 2.4. Gờ chắn lốp hai bên thành của băng chuyền.................................................14 Hình 2.5. Sơ đồ động hộp giảm tốc thang nâng............................................................15 Hình 2.6. Thang nâng xích............................................................................................16 Hình 2.7. Sơ đồ động hộp giảm tốc cụm chuyển hướng...............................................17 Hình 2.8. Cụm chuyển hướng .......................................................................................18 Hình 2.9. Cụm tách lốp .................................................................................................18 Hình 2.10. Cụm tách lốp trong thực tế..........................................................................19 Hình 2.11. Sơ đồ động cụm chặn lốp............................................................................19 Hình 2.12. Cụm chặn lốp ..............................................................................................20 Hình 2.13. Cụm chặn lốp trong thực tế.........................................................................20 Hình 2.14. Cụm lật lốp .................................................................................................20 Hình 2.15. Sơ đồ khí nén cơ cấu lật lốp ........................................................................ 21 Hình 2.17. Nguyên lý hoạt động của xylanh xoay ........................................................ 21 Hình 2.18. Van điện từ ..................................................................................................23
xii
DUT-LRCC
Hình 2.19. Van tiết lưu ..................................................................................................23 Hình 2.20. Van tiết lưu và và điện từ được sử dụng trong cơ cấu chặn lốp..................24 Hình 2.21. Hình ảnh bộ lọc kết hợp ..............................................................................24
Hình 3.1 Kiến trúc tổng quan hệ thống điều khiển. ......................................................26 Hình 3.2. Sơ đồ bố trí cảm biến quang PHS .................................................................27 Hình 3.3. Cảm biến quang E3JM của Omron ...............................................................27 Hình 3.4. Sơ đồ đấu dây của cảm biến quang thu phát .................................................28 Hình 3.5. Sơ đồ bố trí công tắc hành trình ....................................................................28 Hình 3.6. Công tắc hành trình WLG2-LD-DGJ03........................................................28 Hình 3.7. Cảm biến xylanh đi kèm với xylanh CKD ....................................................29 Hình 3.8. Tủ điện - điều khiển chính.............................................................................30 Hình 3.9. Tủ trạm ..........................................................................................................30 Hình 3.10. Bản vẽ phân phối điện .................................................................................31 Hình 3.11. Bản vẽ tủ điện điều khiển băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ .........................32 Hình 3.12. Các thiết bị bên trong tủ điện ......................................................................33 Hình 3.13. Cấu tạo aptomat...........................................................................................34 Hình 3.14. Các MCCB bảo vệ biến tần .........................................................................35 Hình 3.15. Cấu tạo contactor .........................................................................................36 Hình 3.16. Các contactor đóng ngắt phanh động cơ .....................................................36 Hình 3.17. Relay IOlink R4T-G6D 24VDC hãng Samwon..........................................37 Hình 3.18. Sơ đồ dây bên trong relay IOlink R4T-G6D 24VDC..................................37 Hình 3.19. Biến áp WY42 2KAW của hãng Woonyoung ............................................38 Hình 3.20. Sơ đồ dây bên trong biến áp WY42 2KAW ................................................38 Hình 3.21. Nguyên lý hoạt động của máy biến áp ........................................................39 Hình 3.22. Biến tần Mitsubishi......................................................................................39 Hình 3.23. Sơ đồ khối cấu tạo biến tần .........................................................................40 Hình 3.24. Biến đổi điện áp tần số qua biến tần............................................................41 Hình 3.25. PLC dòng MELSEC-Q................................................................................43 Hình 3.26. Các khối cơ bản ...........................................................................................43 Hình 3.27. Tổng quát về nguyên lý hoạt động PLC......................................................44 Hình 3.28. Khối nguồn PLC .........................................................................................44 Hình 3.29. Q35B ...........................................................................................................45 Hình 3.30. Module CPU Q06UDV ...............................................................................46 Hình 3.31. Module CCLink QJ61BT11N .....................................................................46 Hình 3.32. Quá trình lập trình và đưa vào thực tế chương trình PLC...........................47
xiii
DUT-LRCC
Hình 3.33. Giao diện GX Works 2................................................................................48 Hình 3.34. Quy trình tạo một chương trình PLC ..........................................................48 Hình 3.35. Kết nối CC link ...........................................................................................49 Hình 3.36. Các loại trạm trong mạng CCLink .............................................................. 50 Hình 3.37. Kết nối các trạm ..........................................................................................50 Hình 3.38. Cấu hình CCLink trong hệ thống điều khiển .............................................. 51 Hình 3.39. Cài đặt phần cứng........................................................................................51 Hình 3.40. Thiết lập thông tin chính .............................................................................52 Hình 3.41. Thiết lập thông tin các trạm IO từ xa .......................................................... 54 Hình 3.42. Thiết lập thông tin trạm thiết bị (biến tần) .................................................. 54 Hình 3.43. Mô hình phân cấp chức năng của hệ SCADA ............................................56 Hình 3.44. Cấu trúc hệ thống SCADA..........................................................................56 Hình 3.45. Giao diện làm việc của TIA Portal..............................................................57 Hình 3.46. Giao diện của phần mềm.............................................................................59 Hình 3.47. Giao diện chính của chương trình SCADA ................................................60 Hình 3.48. Giao diện màn hình báo lỗi ......................................................................... 60
xiv
DUT-LRCC
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1. Thông số hai loại lốp lớn nhất và nhỏ nhất...................................................11 Bảng 2.2. Các chi tiết của băng chuyền.........................................................................12 Bảng 2.3. Sơ đồ động của băng tải con lăn ...................................................................13 Bảng 2.4. Bảng phân bố tốc độ băng chuyền ................................................................13 Bảng 2.5. Bảng phân bố tốc độ động cơ thang nâng.....................................................15 Bảng 2.6. Bảng phân bố tốc độ động cơ cụm chuyển hướng........................................17 Bảng 2.10. Thông số các xylanh được sử dụng.............................................................21 Bảng 2.11. Thông số van điện từ được sử dụng............................................................23 Bảng 2.12. Thông số van tiết lưu được sử dụng............................................................24 Bảng 2.13. Thông số bộ lọc kết hợp..............................................................................25
Bảng 3.1. Các thiết bị được lắp đặt trong tủ điện..........................................................32 Bảng 3.2. Thông số MCCB EZC250F3200 ..................................................................34 Bảng 3.3. Thông số MCCB EZC100F3015 ..................................................................35 Bảng 3.4. Thông số MCCB EZC100H2015..................................................................35 Bảng 3.5. Thông số Contactor LC1D12P7` ..................................................................37 Bảng 3.6. Thông số của relay IOlink.............................................................................38 Bảng 3.7. Thông số kĩ thuật biến áp WY42 2KA .........................................................39 Bảng 3.8. Thông số biến tần FR E740 2,2kW...............................................................41 Bảng 3.9. Thông số Q61P..............................................................................................45 Bảng 3.10. Thông số Q35B ...........................................................................................45 Bảng 3.11. Thông số module CPU Q06UDV ...............................................................46 Bảng 3.12. Thông số module QJ61BT11N ...................................................................47 Bảng 3.13. Các thông số cần thiết lập ...........................................................................52 Bảng 3.14. Chi tiết các thông tin được thiết lập ............................................................55
xv
DUT-LRCC
DUT-LRCC
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ
MỞ ĐẦU
Tự động hóa trong công nghiệp là việc sử dụng các hệ thống điều khiển và tự động như máy tính, robot... phục vụ cho quá trình sản xuất, thay thế sức lao động của con người. Tự động hóa không chỉ giúp tăng năng suất lao động, cắt giảm chi phí nhân sự mà còn nâng cao chất lượng và tính thích ứng với sự thay đổi các yêu cầu, tiêu chuẩn sản xuất.
Nhận thấy sự cấp thiết của tự động hóa trong sản xuất hiện nay, nhóm chúng em, với mong muốn được tiếp xúc với thực tế của ngành và tích lũy thêm các kinh nghiệm, kỹ năng chuyên môn, đã thực hiện Đồ án Tốt nghiệp tại Phòng Thiết bị Công nghiệp, công ty Tổ hợp Cơ khí THACO Chu Lai và được Công ty phân đề tài “Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển dây chuyền cấp lốp xe tải nhẹ” trong dự án thi công xưởng lắp ráp nhà máy THACO Tải mới. Mục tiêu của đồ án là thiết kế được hệ điều khiển băng chuyền cấp lốp tự động cho dây chuyền lắp ráp chassis xe tải nhẹ, đồng thời đáp ứng được yêu cầu về thời gian cấp lốp lên phù hợp với thời gian lắp ráp để đảm bảo năng suất sản xuất.
Nhằm ghi lại quá trình và kết quả của Đồ án Tốt nghiệp, nhóm tác giả đã thực hiện bài luận văn này với cấu trúc như sau:
Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ
Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT Chương 4: KẾT LUẬN
Sinh viên thực hiện: Bùi Công Bảo – Phan Nhật Hạ Hướng dẫn: TS. Đặng Phước Vinh 1
DUT-LRCC
1.1. Đặt vấn đề:
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ
Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang phát triển khá nhanh trong thời gian gần đây, tuy nhiên lại vấp phải sự cạnh tranh to lớn từ ô tô ngoại nhập. Vì vậy, để có thể sản xuất các dòng xe có tỉ lệ nội địa hóa cao với chất lượng tốt, giá cả phù hợp với khả năng chi trả của người dân và cạnh tranh trong thị trường khu vực, thế giới, THACO Chu Lai, với tầm nhìn trở thành trung tâm sản xuất ô tô và công nghiệp hỗ trợ lớn nhất Việt Nam, đã tiến hành xây dựng nhà máy sản xuất và lắp ráp xe tải mới với các công nghệ tiên tiến thay thế cho nhà máy cũ đã hoạt động từ năm 2003.
Hình 1.1. Toàn cảnh khu phức hợp THACO Chu Lai [12]
Nhà máy được trang bị các dây chuyền công nghệ hiện đại được chuyển giao bởi các tập đoàn danh tiếng hàng đầu thế giới như Hyundai, Kia, Foton... tại các nhà xưởng:
Xưởng lắp ráp:
- Dây chuyền lắp ráp chassis theo tiêu chuẩn công nghệ của Hyundai
- Hệ thống thiết bị nâng hạ (Lifter) đảm bảo tính cân bằng khi kết nối body vào
chassis
- Hệ thống EMS vận chuyển body
- Dây chuyền lắp ráp hệ thống điện
- Dây chuyền lắp ráp các chi tiết rời hỗ trợ dây chuyền lắp ráp hoàn thiện - Dây chuyền lắp ráp hoàn thiện
Xưởng hàn:
+ Dây chuyền hàn bấm xe Forland/Auman
+ Dây chuyền hàn bấm Ollin.
+ Dây chuyền hàn bấm Hyundai HD500, HF650.
Sinh viên thực hiện: Bùi Công Bảo – Phan Nhật Hạ
Hướng dẫn: TS. Đặng Phước Vinh 2
DUT-LRCC
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ
+ Dây chuyền hàn bấm Frontier
+ Dây chuyền hàn bấm Towner
Các dây chuyền hàn theo tiêu chuẩn Hyundai với hệ thống, thiết bị hiện đại đảm bảo
chính xác trong việc lắp ghép các chi tiết. Xưởng sơn:
- Bao gồm 2 dãy phòng công nghệ được bố trí song song, body xe được di chuyển bằng hệ thống transfer. Công nghệ cấp gió điều hòa đảm bảo xưởng sơn luôn sạch sẽ, không có bụi.
- Nguồn vật liệu đầu vào dùng để xử lý bề mặt body trước khi sơn được nhập khẩu từ Malaysia. Lớp sơn bề mặt được nhập khẩu từ Hàn Quốc.
Xưởng kiểm định:
- Dây chuyền được trang bị các thiết bị kiểm tra hiện đại theo tiêu chuẩn của Hyundai, đáp ứng các tiêu chuẩn của QCVN về chất lượng xe xuất xưởng. Bên cạnh đó dây thiết bị kiểm tra lực phanh được tích hợp để kiểm tra hoạt động của hệ thống phanh ABS trên xe.
Riêng tại xưởng lắp ráp, nhận thấy các khó khăn do việc vận chuyển lốp bằng xe nâng từ bên ngoài nhà máy (lốp lớn và nặng, lối đi nhiều vật cản, tốn nhiều thời gian...), việc thi công băng chuyền cấp lốp tự động ở xưởng lắp ráp là thực sự cần thiết. Băng chuyền nằm trong hệ thống các băng chuyền tự động của nhà máy THACO Tải mới, hướng đến mục tiêu tự động hóa quy trình sản xuất, từ hàn, sơn cho đến lắp ráp, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, cắt giảm các công đoạn khó khăn cho công nhân.
Hình 1.2. Khu vực nhận lốp các dòng xe tải nhẹ tại nhà máy THACO Tải mới
1.Thanh tiêu đề: Tên dự án được hiển thị
2.Thanh menu: Các tùy chọn menu để thực thi từng chức năng sẽ được hiển thị 3.Thanh công cụ: Các nút công cụ để thực thi từng chức năng sẽ được hiển thị 4.Tab: Sử dụng các tab này để chuyển đổi cửa sổ làm việc
5.Cửa sổ làm việc: Sử dụng cho các hoạt động như lập trình,cài đựt tham số và giám
sát
6.Cửa sổ điều hướng: Các nội dung của dự án sẽ được hiển thị theo định dạng cây.
Quy trình tạo 1 chương trình PLC:
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển băng chuyền cấp lốp xe tải nhẹ
1.2. Mục tiêu của đề tài:
✓ Nghiên cứu hệ thống cơ khí, đặc điểm động học và động lực học của băng tải con lăn sử dụng bộ truyền xích, thang nâng xích và các cơ cấu phụ trợ.
✓ Thiết kế hệ thống điện - điều khiển với tủ điện phân phối, PLC Mitsubishi, sử dụng biến tần điều khiển động cơ, mạng dữ liệu CClink để thu thập và truyền tín hiệu đến các trạm từ xa.
✓ Thiết kế hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu của băng chuyền cấp lốp.
✓ Nghiên cứu, ứng dụng các phần mềm cơ khí, điện, điều khiển vào thiết kế thực tế.
1.3. Kiến trúc tổng quan của đề tài:
1.3.1. Yêu cầu đặt ra:
Thiết kế hệ thống điều khiển băng chuyền cấp lốp tự động từ nơi cấp phát lốp bên ngoài nhà máy đến dây chuyền chassis tải nhẹ để lắp vào khung gầm xe tải.
Các dòng xe tải nhẹ được sản xuất tại nhà máy THACO Tải:
- KIA New Frontier K200, K250;
- THACO Ollin;
- Fuso Canter;
-...
Hình 1.3. Dòng xe tải nhẹ KIA New Frontier K200 (tải trọng 990kg - 1,99T) [12]
Sinh viên thực hiện: Bùi Công Bảo – Phan Nhật Hạ Hướng dẫn: TS. Đặng Phước Vinh 4
DUT-
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