§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 64 - Khoa C¬ - §iÖn
Nh− ®· ph©n tÝch tõng khèi ë trªn. §Çu tiªn Sensor LM 335 c¶m biÕn
nhiÖt ®é phßng chuyÓn thµnh møc ®iÖn ¸p vµ ®−a vµo ®Çu vµo c¶u m¹ch lÆp.
Sau ®ã nã ®−îc ®−a vµo m¹ch biÕn ®èi chuÈn ho¸ cã ph−¬ng tr×nh
V = 1
2
R
R. (V2 - V1) = 10. (V2 - V1), víi V1 = 2,93V.
Tõ ®©y m¹ch ®iÖn lu«n cã ®¸p øng ra t−¬ng øng víi ®Çu vµo lµ nhiÖt ®é
m«i tr−êng cÇn ®o. Do ta ®· biÕn ®æi chuÈn ho¸ nªn chØ ®o nhiÖt ®é trong kho¶ng
nhiÖt ®é tõ 20oC ®Õn 50oC t−¬ng øng víi møc ®iÖn ¸p 0V ®Õn 3V. NghÜa lµ cã sù
t−¬ng øng cø 1oC th× øng víi 0,1V tõ ®Çu ra nµy ta ®−a vµo PLC.
¾ L−u ®å thuËt to¸n m« pháng ho¹t ®éng
3.3.2. C¶m biÕn ®o møc [10]
Ng−êi ta gäi møc lµ chiÒu cao ®iÒn ®Çy c¸c chÊt láng hay c¸c h¹t trong
thiÕt bÞ c«ng nghÖ. Møc cña m«i tr−êng lµm viÖc lµ mét tham sè c«ng nghÖ,
th«ng tin vÒ nã dïng ®Ó kiÓm tra chÕ ®é lµm viÖc cña c¸c thiÕt bÞ c«ng nghÖ,
trong mét sè tr−êng hîp dïng ®Ó ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. B»ng phÐp ®o
møc cã thÓ nhËn ®−îc th«ng tin vÒ møc, khèi l−îng chÊt láng chøa trong bÓ.
T0 > 1100±50C T0 < 1100±50C
B¾t ®Çu
T0 = 1100
±
50C
T¾t qu¹t, bËt ®Ìn BËt qu¹t, bËt ®Ìn
NhiÖt ®é chuÈn
H×nh3.21: S¬ ®å thuËt to¸n m« pháng hÖ thèng lµm m¸t
§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 65 - Khoa C¬ - §iÖn
C¸c th«ng tin Analog hoÆc cã thÓ Digital dïng ®Ó ®ãng më van ®−îc sö dông
réng r·i trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn.
Thùc tÕ d©y chuyÒn s¶n xuÊt sö dông hÖ thèng ®o vµ ®iÒu khiÓn møc
thuû tinh b»ng Lazes. Song do yªu cÇu ®iÒu khiÓn m« h×nh nªn em sö dông
c¶m biÕn ®o møc thuû tinh b»ng phao.
Ho¹t ®éng cña hÖ thèng:
Møc thuû tinh láng ®−îc x¸c ®Þnh th«ng qua c¶m biÕn ®o møc kiÓu
phao chuyÓn thµnh tÝn hiÖu rêi r¹c d−íi d¹ng Digital, tÝn hiÖu ®−îc ®−a tíi ®Çu
vµo cña PLC. T¹i ®©y tÝn hiÖu ®−îc ®äc vµ xö lý ®Ó ®iÒu khiÓn th«ng qua phÇn
mÒm ®iÒu khiÓn vµ c¬ cÊu chÊp hµnh.
B¶ng 3.6: B¶ng tr¹ng th¸i hÖ thèng ®o møc thuû tinh
C¬ cÊu chÊp hµnh
Tr¹ng th¸i ®èi t−îng
møc thuû tinh Lo¹i Tr¹ng th¸i
Tr¹ng th¸i ban ®Çu cña hÖ thèng M¸y n¹p phèi liÖu T¾t
H < = 0,7 ± 0,002m M¸y n¹p phèi liÖu Më
H > = 0,7 ± 0,002m M¸y n¹p phèi liÖu T¾t
¾ ThiÕt kÕ
ThiÕt bÞ ®o vµ ®iÒu khiÓn møc thuû tinh láng trong ph¹m vi hÑp nªn
dïng phao h×nh cÇu ®−êng kÝnh 40mm b»ng thÐp kh«ng gØ. Phao næi trªn mÆt
Møc thuû tinh C¶m biÕn PLC
M¹ch
®éng lùc
C¬ cÊu
chÊp hµnh
H×nh3.22: S¬ ®å khèi cña hÖ thèng
§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 66 - Khoa C¬ - §iÖn
chÊt láng vµ qua mét thanh nèi, råi ®−îc nèi víi c«ng t¾c hµnh tr×nh cã mét
tiÕp ®iÓm th−êng më vµ mét tiÕp ®iÓm th−êng ®ãng ®Ó biÕn ®æi thµnh tÝn hiÖu
rêi r¹c ON/OFF
¾ C¬ cÊu chÊp hµnh
- §éng c¬ m¸y n¹p liÖu sö dông nguån nu«i 9DCV
¾ L−u ®å thuËt to¸n m« pháng
3.3.3. C¶m biÕn quang ®iÖn [11]
Mét d©y chuyÒn s¶n xuÊt c«ng nghiÖp sö dông nhiÒu lo¹i c¶m biÕn t¹i nhiÒu
®iÓm kh¸c nhau ®Ó gi¸m s¸t dßng s¶n phÈm. Trong ®ã c¶m biÕn quang ®iÖn th−êng
®−îc l¾p ®Æt ë c¸c d©y chuyÒn lµm nhiÖm vô ph¸t hiÖn, kiÓm tra vµ ®Õm s¶n phÈm
trªn c¸c b¨ng chuyÒn. ë c«ng ®o¹n nµy c¶m biÕn quang ®iÖn ®· chøng tá ®−îc
nh÷ng tÝnh n¨ng −u viÖt cña m×nh.
C¶m biÕn quang ®iÖn thÕ hÖ ®Çu tiªn gåm cã nguån s¸ng vµ g−¬ng ph¶n x¹.
Qua n¨m th¸ng, c¶m biÕn quang ®iÖn næi lªn víi nhiÒu h×nh d¸ng thiÕt kÕ ®Æc biÖt,
mçi lo¹i phôc vô mét c«ng viÖc chuyªn biÖt nhÊt ®Þnh. Ngµy nay mét bé c¶m biÕn
quang ®iÖn tiªu chuÈn ®−îc c¶i tiÕn gåm cã mét cùc ph¸t vµ mét cùc thu riªng biÖt,
mét vµi lo¹i ®−îc trang bÞ c¸p quang kh«ng ph©n nh¸nh vµ bé khuyÕch ®¹i. N¾n
®−îc môc ®Ých cña vÊn ®Ò trªn vµ ®Ó ¸p dông cho viÖc thiÕt kÕ hÖ thèng m« pháng
em ®· tiÕn hµnh t×m hiÓu thiÕt kÕ m¹ch c¶m biÕn quang
H < 0,7
±
0,002m
H > 0,7±0,002m
B¾t ®Çu
H = 0,7
±
0,002m
Më m¸y
n¹p liÖu
T¾t m¸y
n¹p liÖu
KÕt thóc
H×nh3.23: S¬ ®å thuËt to¸n m« pháng hÖ thèng n¹p liÖu
§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 67 - Khoa C¬ - §iÖn
Ho¹t ®éng cña hÖ thèng:
®èi t−îng c¶m nhËn lµ b¨ng kÝnh ®−îc thu nhËn qua c¶m biÕn (Sensor) quang
d−íi d¹ng ON/OFF vµ ®−îc ®−a tíi cæng nhËp cña PLC. T¹i ®©y tÝn hiÖu ®−îc ®äc
vµ xö lý ®Ó ®iÒu khiÓn vµ t¸c ®éng lªn c¬ cÊu chÊp hµnh
¾ S¬ ®å m¹ch nguyªn lý c¶m biÕn quang ®iÖn
¾ Chän linh kiÖn
- §iÖn trë
- Tranzitor C828
- TÕ bµo quang ®iÖn Cds
¾ Nguyªn lý ho¹t ®éng
Dùa trªn nguyªn lý ho¹t ®éng cña tÕ bµo quang ®iÖn. Quang ®iÖn trë ho¹t
®éng theo hiÖu øng quang néi, gi¶ sö cã mét tÊm b¸n dÉn ph¼ng cã thÓ tÝch V ®−îc
Cds
C828
C828
10k
220k
+9VDC
H×nh 3.25: S¬ ®å m¹ch nguyªn lý c¶m biÕn quang
§èi t−îng
b¨ng kÝnh C¶m biÕn PLC
C¬ cÊu
ChÊp hµnh M¹ch
®éng lùc
H×nh3.24: S¬ ®å khèi cña hÖ thèng
§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A
Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 68 - Khoa C¬ - §iÖn
pha t¹p chÊt lo¹i n víi nång ®é donor Nd vµ cã møc n¨ng l−îng Wd. Khi bÞ chiÕu
s¸ng c¸c Photon ion ho¸ nguyªn tö donor vµ gi¶i phãng ®iÖn tö lµm cho ®é dÉn thay
®æi. §é dÉn ®iÖn cña c¶m biÕn quang ®iÖn tö sÏ phô thuéc th«ng l−îng ¸nh s¸ng
chiÕu vµo theo mét hµm phi tuyÕn. Cùc ph¸t bøc x¹ lµ Diode (LED) ph¸t quang. Khi
¸nh s¸ng chiÕu vµo tÕ bµo quang ®iÖn lµm cho T1 ®ãng, T2 më øng víi tiÕp ®iÓm
th−êng ®ãng cña PLC ®−îc më ra ng¾t m¹ch ®iÒu khiÓn. Ng−îc l¹i khi cã vËt thÓ ®i
qua ch¾n chïm s¸ng chiÕu tíi tÕ bµo quang ®iÖn lµm cho T1 më, T2 ®ãng øng víi
tiÕp ®iÓm th−êng ®ãng cña PLC ®−îc ®ãng cung cÊp ngâ ra cho PLC.
3.3.4. R¬le 24VDC
C¸c cæng ra cña PLC lµ c¸c R¬le vµ hÖ thèng ®Ìn LED. R¬le dïng ®Ó ®ãng
m¹ch cung cÊp nguån mét chiÒu cho c¸c ®éng c¬ ®iÖn, r¬le ®−îc sö dông cho thiÕt
bÞ chuyÓn m¹ch cã dßng ®iÖn nhá, thÊp h¬n 10A
3.4. S¬ ®å kÕt nèi cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn
3.4.1. S¬ ®å kÕt nèi PLC víi thiÕt bÞ ngo¹i vi
Sau khi nghiªn cøu phÇn mÒm Step7 - micro/Win 32 vµ chän thiÕt bÞ
®iÒu khiÓn CPU 224 ®Ó ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh th× viÖc lùa chän
c¸c thiÕt bÞ kh¸c ®Ó kÕt nèi víi d©y chuyÒn cÇn ®iÒu khiÓn lµ c«ng viÖc quan
träng. Sö dông c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn quan träng lµ: M¸y tÝnh PC, CPU, c¸p
PC/PPI vµ module më réng. GhÐp nèi m¸y tÝnh PC qua cæng RS232 cÇn cã c¸p
nèi PC/PPI víi bé chuyÓn ®æi RS232/RS485.
H×nh 3.26: S¬ ®å nguyªn lý R¬ le24VDC