MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài ………………………………………………………………………………..1

Lịch sử nghiên cứu …………………………………………………………………………….1

Mục đích nghiên cứu của luận văn: đối tượng, phạm vi nghiên cứu ………….1

Tóm tắt có đọng các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả …………..2

Phương pháp nghiên cứu …………………………………………………………………….3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BĂNG TẢI PHÂN LOẠI VÀ ĐẾM SẢN PHẨM TRONG DÂY CHUYỀN CÔNG NGHIỆP
1.1. KHÁI QUÁT VỀ MÔ HÌNH BĂNG TẢI PHÂN LOẠI – ĐẾM SẢN PHẨM ………………………………………………………………………………………………..4
1.2. ỨNG DỤNG PLC TRONG ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHIỆP …………….6
1.3. ỨNG DỤNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN – KHÍ NÉN ………………..7
1.3.1. Khả năng ứng dụng của khí nén ……………………………………………………….7
1.3.2. Ưu nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén ……………………7
1.3.2.1. Ưu điểm ………………………………………………………………………………………7
1.3.2.2. Nhược điểm ………………………………………………………………………………..8
1.3.3. Một số đặc điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén ……………………8
1.4. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU …………………………………………………………..8
1.5. KẾT LUẬN ……………………………………………………………………………………..9
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG
2.1. SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG ………………………………..10
2.1.1. Các thiết bị sử dụng trong hệ thống …………………………………………………10
2.1.2. Sơ đồ khối chức năng của hệ thống …………………………………………………10
2.2. CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN – KHÍ NÉN10
2.2.1. Khái niệm hệ thống điều khiển điện – khí nén ………………………………….10
2.2.2. Các phần tử điện …………………………………………………………………………….12
2.2.2.1. Công tắc …………………………………………………………………………………….12
2.2.2.2. Nút ấn ………………………………………………………………………………………..12
2.2.2.3. Công tắc hành trình điện – cơ ……………………………………………………….12
2.2.2.4. Rơle …………………………………………………………………………………………..13
2.2.2.5. Cảm biến cảm ứng từ ………………………………………………………………….15
2.2.2.6. Cảm biến điện dung …………………………………………………………………….16
2.2.2.7. Cảm biến quang ………………………………………………………………………….16
2.2.3. Các phần tử điều khiển …………………………………………………………………17
2.2.3.1. Van đảo chiều …………………………………………………………………………….17
2.2.3.2. Van chân ……………………………………………………………………………………24
2.2.3.3. Cơ cấu chấp hành ………………………………………………………………………..27
2.3. CƠ SỞ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG …………………………………..29
2.3.1. Cơ sở thiết kế, lựa chọn cảm biến …………………………………………………..29

2.3.2. Động cơ truyền động cho dây truyền băng tải ………………………………….33
2.3.2.1. Động cơ điện một chiều ……………………………………………………………..33
2.3.2.2. Động cơ xoay chiều 3 pha ………………………………………………………….34
2.3.2.3. Động cơ xoay chiều một pha có vành góp …………………………………….34
2.3.2.4. Động cơ Servo ………………………………………………………………………….35
2.4. LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG …………………………..35
2.4.1. Lựa chọn cảm biến ……………………………………………………………………….35
2.4.1.1. Cảm biến cảm ứng từ tiệm cận (Inductive Proximity Sensor) ………..35
2.4.1.2. Cảm biến quang ………………………………………………………………………..40
2.4.2. Lựa chọn động cơ truyền động cho băng tải …………………………………….47
2.4.2.1. Động cơ DC Servo ……………………………………………………………………..47
2.4.2.2. Lựa chọn động cơ ………………………………………………………………………53
2.4.3. Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén cho hệ thống ……………………….53
2.4.3.1. Sơ đồ hành trình bước ………………………………………………………………53
2.4.3.2. Mạch điều khiển điện khí nén ……………………………………………………54
2.4.4. HỆ ĐIỀU KHIỂN PLC trong khâu phân loại sản phẩm ……………………55
2.4.4.1. Vai trò của PLC trong khâu phân loại sản phẩm ………………………….55
2.4.4.2. Biểu diễn tín hiệu số ………………………………………………………………….55
2.4.4.3. Thiết bị điều khiển trong logic khả trình ……………………………………55
2.4.4.4. Cấu trúc của PLC ……………………………………………………………………..56
2.4.4.5. Thiết bị điều khiển khả trình PLC S7-200 ………………………………….57
2.5. KẾT LUẬN ……………………………………………………………………………………67
CHƯƠNG 3: NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG LƯỢNG ĐỘNG CHO HỆ THỐNG . 67
3.1. KHAI THÁC PID MỀM TRONG PLC ………………………………………………68
3.1.1. Các phương pháp thiết kế bộ PID ……………………………………………………71
3.1.1.1. Phương pháp tổng hợp kinh điển Zichle – Nichol ………………………71
3.1.1.2. Phương pháp chuẩn tối ưu đối xứng …………………………………………..72
3.1.1.3. Phương pháp chuẩn tối ưu module …………………………………………….73
3.1.1.4. Tiêu chuẩn ổn định routh_hukwitz ……………………………………………73
3.1.2. Lựa chọn phương pháp tổng hợp PID …………………………………………….74
3.2. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TỐI ƯU CỦA PID …………………………….74
3.2.1. Xây dựng mô hình toán học động cơ ………………………………………………74
3.2.1.1. Khái quát chung về động cơ điện 1 chiều ………………………………….74
3.2.1.2. Chế độ xác lập của động cơ 1 chiều …………………………………………….75
3.2.1.3. Chế độ quá độ của động cơ 1 chiều …………………………………………….75
3.2.1.4. Trường hợp khi từ thông kích từ không đổi ……………………………….78
3.2.2. Tổng hợp bộ PID tương tự ……………………………………………………………..80
3.3. CÁC THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO PLC .. 82
3.3.1. Các thuật toán ……………………………………………………………………………….82
3.3.2. Chương trình điều khiển ………………………………………………………………..82
3.4. MÔ PHỎNG, THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỘNG …85
3.5. KẾT LUẬN …………………………………………………………………………………….87
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .. 88