intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Tài liệu học tập Đồ án 2: Thiết kế hệ thống điều khiển tự động

Chia sẻ: Ngọc Automations | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:199

2
lượt xem
0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án "Thiết kế hệ thống điều khiển tự động" tập trung vào việc nghiên cứu, phân tích và phát triển một hệ thống điều khiển tự động đáp ứng yêu cầu thực tiễn. Nội dung bao gồm việc thiết kế phần cứng, lập trình phần mềm và tích hợp các cảm biến, thiết bị điều khiển nhằm tối ưu hóa hiệu suất, độ chính xác và tính ổn định. Đồ án còn đề xuất các giải pháp tự động hóa hiệu quả, phù hợp với xu hướng công nghiệp hiện đại.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tài liệu học tập Đồ án 2: Thiết kế hệ thống điều khiển tự động

  1. BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Trần Ngọc Sơn Võ Thu Hà, Nguyễn Đức Điển, Đặng Thị Tuyết Minh TÀI LIỆU HỌC TẬP ĐỒ ÁN 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN – TỰ ĐỘNG (Lưu hành nội bộ) Hà Nội – 2022
  2. MỤC LỤC MỤC LỤC ........................................................................................................................... 1 DANH MỤC HÌNH VẼ ...................................................................................................... 3 DANH MỤC CHỮ BẢNG ................................................................................................. 3 LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................... 11 CHƯƠNG 1: QUY ĐỊNH TRÌNH BÀY ĐỒ ÁN ............................................................. 12 1.1. Quy định trình bày văn bản cho đồ án ............................................................ ………12 1.2. Quy định về nội dung, cấu trúc của đồ án: ................................................................. 12 CHƯƠNG 2: CÁC BÀI TOÁN VỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LOGIC PLC ........................................................................................................................................... 16 2.1. Giao nhiệm vụ đề tài đồ án môn học .......................................................................... 16 2.2. Các bước thực hiện xây dựng nội dung đồ án ............................................................ 28 2.3. Cơ sở lý thuyết các phương pháp tổng hợp mạch điều khiển .................................... 33 2.3.1.Tổng hợp bằng phương pháp bảng trạng thái ........................................................... 33 2.3.1.1. Biểu diễn mạch trình tự bằng bảng chuyển trạng thái .......................................... 33 2.3.1.2. Các bước tổng hợp mạch trình tự bằng phương pháp bảng trạng thái ................. 34 2.3.1.3. Ví dụ áp dụng ....................................................................................................... 34 2.3.2. Phương pháp hàm tác động ..................................................................................... 40 2.3.2.1. Khái niệm ............................................................................................................. 40 2.3.2.2. Các bước tổng hợp bằng phương pháp hàm tác động .......................................... 41 2.3.2.3. Ví dụ áp dụng ....................................................................................................... 43 2.3.3. Phương pháp Grafcet ............................................................................................... 45 2.3.3.1. Khái niệm và các thành phần của Grafcet ............................................................ 45 2.3.3.2. Các kiểu kết cấu của Grafcet ................................................................................ 48 2.3.3.3. Lập các phương trình điều khiển logic từ Grafcet................................................ 50 2.3.3.4. Các bước thực hiện khi tổng hợp mạch trình tự bằng phương pháp Grafcet ....... 54 2.3.3.5. Ví dụ áp dụng ....................................................................................................... 54 2.4. Ứng dụng các phần mềm chuyên dụng lập trình điều khiển PLC, thiết kế giao diện điều khiển giám sát ............................................................................................................ 57 2.4.1. Ứng dụng phần mềm TIA Portal lập trình điều khiển PLC và thiết kế giao diện điều khiển giám sát .................................................................................................................... 57 2.4.1.1. Yêu cầu bài toán công nghệ.................................................................................. 57 2.4.1.2. Lập trình chương trình điều khiển sử dụng PLC S7 – 1200 trên TIA Portal ....... 57 2.4.1.3. Thiết kế giao diện điều khiển, giám sát trên TIA Portal ...................................... 60 1
  3. 2.4.2.3. Xây dựng mạch điều khiển ................................................................................... 74 2.4.2.4. Xây dựng chương trình điều khiển sử dụng PLC S7 1200 trên Automation Studio ........................................................................................................................................... 78 2.4.2.5. Thiết kế giao diện điều khiển giám sát và mô phỏng trên Automation Studio .... 81 2.5. Ứng dụng xây dựng nội dung đồ án ........................................................................... 85 2.5.1. Phân tích yêu cầu công nghệ, xác định tín hiệu vào ra cho bài toán công nghệ ..... 86 2.5.2. Xây dựng các hàm điều khiển cho các đối tượng chấp hành theo phương pháp hàm tác động.............................................................................................................................. 87 2.5. 3: Xây dựng mạch động lực, mạch điều khiển sử dụng bộ điều khiển lập trình PLC 94 2.5.4. Xây dựng chương trình điều khiển sử dụng bộ điều khiển lập trình PLC .............. 96 2.5.4.1. Cấu hình phần cứng cho PLC trên TIA Portal ..................................................... 96 2.5.4.2. Chương trình điều khiển ....................................................................................... 98 2.6. Thiết kế giao diện điều khiển giám sát ..................................................................... 109 2.6.1. Khởi tạo một hệ thống SCADA với WinCC Advanced ........................................ 109 2.6.2. Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát ............................................................. 112 2.7. Mô phỏng kiểm nghiệm kết quả chương trình điều khiển và giao diện giám sát điều khiển ................................................................................................................................ 116 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH ROBOT 3D VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT TRÊN MATLAB/ SIMULINK......................................................................... 123 3.1. Xây dựng cấu trúc mô hình 3D cho robot ................................................................ 123 3.1.1. Giới thiệu về Simscape/Mutibody trên Matlab/Simulink ..................................... 123 3.1.2. Thiết kế xây dựng mô hình robot 3D trực tiếp trên Simscape/Mutibody trên Matlab/Simulink .............................................................................................................. 147 3.1.3. Ví dụ Mô phỏng cơ cấu cơ khí 3D cho robot 2 bậc thông qua lập trình Simscape Mutibody trên Matlab Simulink ...................................................................................... 150 3.2. Mô phỏng các phương pháp điều khiển trên Matlab Simulink ................................ 172 3.2.1. Mô phỏng phương pháp điều khiển PD bù trọng trường ...................................... 173 3.2.2. Mô phỏng phương pháp điều khiển thích nghi Li-Slotine .................................... 183 3.2.3. Mô phỏng phương pháp điều khiển trong không gian làm việc Jacobian nghịch đảo ......................................................................................................................................... 189 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 198 2
  4. DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Mạch động lực sử dụng phần mềm Automation Studio .................................... 29 Hình 2.2: Mạch điều khiển sử dụng phần mềm Automation Studio ................................. 30 Hình 2.3: Chương trình điều khiển sử dụng phần mềm TIA Portal .................................. 31 Hình 2.4: Giao diện giám sát điều khiển sử dụng phần mềm TIA Portal ......................... 32 Hình 2.5: Mô phỏng kiểm nghiệm kết quả chương trình điều khiển và giao diện giám sát điều khiển sử dụng phần mềm TIA Portal......................................................................... 32 Hình 2.6: Mô phỏng kiểm nghiệm kết quả mạch động lực, mạch điều khiển, chương trình điều khiển và giao diện giám sát điều khiển sử dụng phần mềm Automation Studio ...... 33 Hình 2.7: Công nghệ máy phay đơn giản ........................................................................ 35 Hình 2.8: Mô tả công nghệ máy phay đơn giản ................................................................ 35 Hình 2.9. Mạch lực và mạch điều khiển công nghệ máy phay đơn giản .......................... 39 Hình 2.10: Sơ đồ công nghệ ví dụ 1 .................................................................................. 43 Hình 2.11: Mạch lực và mạch điều khiển công nghệ máy phay đơn giản ........................ 45 Hình 2.12: Các thành phần của Grafcet............................................................................. 46 Hình 2.13: Các loại biến cố ............................................................................................... 47 Hình 2.14: Các loại hành động có thể xảy ra của các giai đoạn ........................................ 48 Hình 2.15: Các trường hợp phân phối và hội tụ ................................................................ 49 Hình 2.16: Các trường hợp quay vòng và rẽ nhánh .......................................................... 50 Hình 2.17: Phương trình logic cho giai đoạn các trong trường hợp phân phối ................. 52 Hình 2.18: Phương trình logic cho các giai đoạn trong trường hợp hội tụ ....................... 52 Hình 2.19: Phương trình logic cho các giai đoạn trong trường hợp quay vòng và nhảy qua các giai đoạn ...................................................................................................................... 53 Hình 2.20: Sơ đồ công nghệ ví dụ 1 phương pháp Grafcet ............................................... 54 Bảng 2.9. Tín hiệu vào ra cho công nghệ .......................................................................... 54 Hình 2.21: Sơ đồ Grafcet 1 ................................................................................................ 55 Hình 2.22: Sơ đồ Grafcet 2 ............................................................................................... 56 Hình 2.23: Sơ đồ mạch lực và mạch điều khiển ............................................................... 56 Hình 2.24: Sơ đồ mạch lực và mạch điều khiển động cơ quay thuận nghịch .................. 57 Hình 2.25: Sơ đồ công nghệ ............................................................................................. 87 Hình 2.26: Sơ đồ mạch động lực ...................................................................................... 92 Hình 2.27: Sơ đồ mạch điều khiển sử dụng role .............................................................. 93 Hình 2.28: Sơ đồ mạch động lực ....................................................................................... 95 3
  5. Hình 2.29: Mạch điều khiển sử dụng PLC kết nối thiết bị ngoại vi .................................. 96 Hình 2.30: Mở TIA Portal vào tạo projects ....................................................................... 97 Hình 2.31: Chọn PLC trên phần mềm TIA ....................................................................... 97 Hình 2.32: Cấu hình địa chỉ IP và địa chỉ ngõ vào ra cho PLC ........................................ 98 Hình 2.33: Khai báo các biến tín hiệu vào vật lý .............................................................. 98 Hình 2.34: Khai báo các biến tín hiệu ra vật lý ................................................................. 98 Hình 2.36: Tạo chương trình con Auto ........................................................................... 100 Hình 2.37: Tạo chương trình con Manual ....................................................................... 103 Hình 2.38: Tạo chương trình con Simulation .................................................................. 104 Hình 2.39. Chọn version của WinCC RT Advanced ...................................................... 110 Hình 2.40: Chọn card máy tính truyền thông giao tiếp với PLC ................................... 110 Hình 2.41: Kết nối truyền thông giao tiếp giữa WinCC RT Advance với PLC.............. 111 Hình 2.42: Các biến giá trị sử dụng trong HMI ............................................................. 111 Hình 2.43: Bảng điều khiển ............................................................................................. 112 Hình 2.44: Giao diện hệ thống điều khiển và giám sát ................................................... 114 Hình 2.45: Mô phỏng hệ thống ở trạng thái đi xuống ( chế độ Auto ) ............................ 117 Hình 2.46: Mô phỏng hệ thống ở trạng thái đi lên ( Chế độ tự động ) ............................ 118 Hình 2.48: Mô phỏng hệ thống ở trạng thái sang trái ( Chế độ tự động ) ....................... 119 Hình 2.49: Điều khiển động cơ một quay theo chiều đi xuống ( Chế độ bằng tay ) ...... 119 Hình 2.50: Điều khiển động cơ một quay theo chiều đi lên ( Chế độ bằng tay ) ........... 120 Hình 2.51: Điều khiển động cơ hai quay theo chiều sang phải ( Chế độ bằng tay ) ...... 120 Hình 2.52: Điều khiển động cơ hai quay theo chiều sang trái ( Chế độ bằng tay )......... 121 Hình 2.53: Mô phỏng động cơ một gặp sự cố quá tải .................................................... 121 Hình 2.54: Mô phỏng động cơ hai gặp sự cố quá tải....................................................... 122 Hình 3.1: Khối lệnh Body Elements trong thư viện ........................................................ 123 Hình 3.2: Khối Solid ........................................................................................................ 123 Hình 3.3: Khối Inertial..................................................................................................... 124 Hình 3.4: Khối Graphic ................................................................................................... 124 Hình 3.5: Khối lệnh Body Constraints trong thư viện..................................................... 125 Hình 3.6: Khối Angle Constraints ................................................................................... 125 Hình 3.7: Khối Distance Constraints ............................................................................... 125 Hình 3.8: Khối Point on Cuver Constraints..................................................................... 126 Hình 3.9: Khối lệnh Spline trong thư viện ...................................................................... 126 Hình 3.11: Khối External Force and Torque ................................................................... 127 4
  6. Hình 3.12: Khối Gravitational Field ................................................................................ 127 Hình 3.13: Khối Internal Force ....................................................................................... 127 Hình 3.14: Khối Inverse Square Law Force .................................................................... 128 Hình 3.15: Khối Spring and Damper Force..................................................................... 128 Hình 3.16: Khối lệnh Frames and Transforms trong thư viện ....................................... 128 Hình 3.17: Khối lệnh Reference Frame .......................................................................... 129 Hình 3.18: Khối lệnh Rigid Frame ................................................................................. 129 Hình 3.19: Khối lệnh Transform Sensor ........................................................................ 130 Hình 3.20: Khối lệnh World Frame ................................................................................ 130 Hình 3.21: Khối lệnh Gears trong thư viện .................................................................... 131 Hình 3.22: Khối lệnh Bevel Gear Constraint ................................................................. 131 Hình 3.23: Khối lệnh Common Gear Constraint ............................................................ 132 Hình 3.24: Khối lệnh Rack and Pinion Constraint ......................................................... 132 Hình 3.25: Khối lệnh Joint trong thư viện ...................................................................... 133 Hình 3.26: Khối lệnh 6-DOF Joint ................................................................................. 133 Hình 3.27: Khối lệnh Bearing Joint ................................................................................ 134 Hình 3.28: Hình dạng Bearing Joint ............................................................................... 134 Hình 3.29: Khối lệnh Bushing Joint ............................................................................... 135 Hình 3.30: Khối lệnh Cartesian Joint ............................................................................. 135 Hình 3.31: Khối lệnh Constant velocity Joint ................................................................ 136 Hình 3.32: Khối lệnh Cylindrical Joint .......................................................................... 136 Hình 3.33: Hình dạng khớp nối Cylindrical Joint .......................................................... 137 Hình 3.34: Khối lệnh Gimbal Joint ................................................................................ 137 Hình 3.35: Hình dạng khớp nối Gimbal Joint ................................................................ 137 Hình 3.36: Khối lệnh Lead Screw Joint ......................................................................... 138 Hình 3.37: Hình dạng khớp nối Lead Screw Joint ......................................................... 138 Hình 3.38: Khối lệnh Pin Slot Joint................................................................................ 138 Hình 3.39: Khối lệnh Planar Joint .................................................................................. 139 Hình 3.40: Hình dạng khớp Planar Joint ......................................................................... 139 Hình 3.41: Khối lệnh Prismatic Joint ............................................................................. 139 Hình 3.42: Khối lệnh Rectangular Joint ......................................................................... 140 Hình 3.43: Hình dạng khớp Rectangular Joint ................................................................ 140 Hình 3.44: Khối lệnh Revolute Joint ............................................................................. 140 Hình 3.45: Hình dạng khớp Revolute Joint ..................................................................... 141 5
  7. Hình 3.46: Khối lệnh Spherical Joint ............................................................................ 141 Hình 3.47: Hình dạng khớp Spherical Joint .................................................................... 141 Hình 3.48: Khối lệnh Telescoping Joint ........................................................................ 142 Hình 3.49: Hình dạng khớp Telescoping Joint ................................................................ 142 Hình 3.50: Khối lệnh Universal Joint ............................................................................ 142 Hình 3.51: Hình dạng khớp Universal Joint ................................................................... 143 Hình 3.52: Khối lệnh Weld Joint ................................................................................... 143 Hình 3.53: Khối lệnh Utilities ........................................................................................ 144 Hình 3.54: Khối lệnh Fist Generation(1G): ..................................................................... 144 Hình 3.55: Khối lệnh Bodis trong Matlab ....................................................................... 144 Hình 3.56: Hộp thoại và các thông số (Dialog Box and Parameters) ............................. 145 Hình 3.57: Khối lệnh Joint .............................................................................................. 145 Hình 3.58: Khối lệnh Constraints & Drivers ................................................................... 146 Hình 3.59: Khối lệnh Sensors & Actuator....................................................................... 146 Hình 3.60: Cấu hình robot Planar 2 bậc tự do ................................................................. 147 Hình 3.61: Màn hình đặt tên file trtên Simulink ............................................................. 147 Hình 3.62: Màn hình cài đặt vecto gia tốc trọng trường theo hệ tọa độ gốc của robot ... 148 Hình 3.63: Màn hình tạo khối cơ cấu cho robot .............................................................. 148 Hình 3.64: Khối đặt thông số kích thước, màu sắc, hình dạng, vật liệu cho cơ cấu robot ......................................................................................................................................... 149 Hình 3.65: Màn hình tạo mặt phẳng liên kết cho cơ cấu robot ....................................... 149 Hình 3.66: Màn hình tạo khớp nối liên kết cho cơ cấu robot ......................................... 150 Hình 3.67: Cấu trúc chung của hệ thống ......................................................................... 150 Hình 3.68: Cơ cấu và động học thuận của robot Planar 2 bậc tự do ............................... 151 Hình 3.69: Khối hàm tính động học thuận cho robot Planar 2 bậc tự do ........................ 151 Hình 3.70: Cơ cấu và động học ngược của robot Planar 2 bậc tự do .............................. 151 Hình 3.71: Khối hàm tính động học ngược cho robot Planar 2 bậc tự do....................... 152 Hình 3.72: Mở file mới và đặt tên file ............................................................................. 152 Hình 3.73: Đặt tọa độ cgốc cho robot.............................................................................. 153 Hình 3.74: Xác định ma trận gia tốc trọng trường .......................................................... 153 Hình 3.75: Các khối tạo cơ cấu cho robot ....................................................................... 153 Hình 3.76: Cơ cấu của khối 2 mặt bên của khối đế ......................................................... 154 Hình 3.77: Tạo tọa độ mặt liên kết .................................................................................. 154 Hình 3.78: Khối trục giữa ................................................................................................ 154 6
  8. Hình 3.79: Khối đế hoàn chỉnh........................................................................................ 154 Hình 3.80: Tạo khối thanh thứ nhất và thanh thứ 2......................................................... 155 Hình 3.81: Tạo Khớp xoay liên kết các cơ cấu cho robot ............................................... 155 Hình 3.82: Cửa sổ thiết lập khớp quay ............................................................................ 156 Hình 3.84: Sơ đồ khối trên Matlab Simulink mô phỏng hệ thống động lực học cho robot 2 bậc tự do .......................................................................................................................... 157 Hình 3.85: Phương trình hàm quỹ đạo đầu vào ............................................................... 157 Hình 3.86: Kết quả mô phỏng ......................................................................................... 157 Hình 3.87: Hình ảnh 3D của robot 5 bậc tự do ............................................................... 158 Hình 3.88: Chân đế cánh tay robot 5 bậc tự do ............................................................... 158 Hình 3.89: thân cánh tay robot 5 bậc tự do ..................................................................... 159 Hình 3.90: Khúc 1 cánh tay robot 5 bậc tự do................................................................. 159 Hình 3.91: Khúc 2 cánh tay robot 5 bậc tự do................................................................. 160 Hình 3.92: Khớp nối thứ 2 và đầu kẹo cánh tay robot 5 bậc tự do ................................. 160 Hình 3.93: Đầu kẹp cánh tay robot 5 bậc tự do ............................................................... 161 Hình 3.94: Hình Scorebot hoàn chỉnh ............................................................................. 161 Hình 3.95: Các thông số thuộc tính của đối tượng 1 ....................................................... 162 Hình 3.96: Các thông số thuộc tính của đối tượng 2 ....................................................... 162 Hình 3.97: Các thông số thuộc tính của đối tượng 3 ....................................................... 162 Hình 3.98: Các thông số thuộc tính của đối tượng 4 ....................................................... 163 Hình 3.99: Các thông số thuộc tính của đối tượng 5 ....................................................... 163 Hình 3.100: Các thông số thuộc tính của đối tượng 6 ..................................................... 164 Hình 3.101: Khối tổng thể ............................................................................................... 165 Hình 3.103: Thiết lập cho khối RootGround ................................................................... 165 Hình 3.104: Thiết lập cho khối hàm ................................................................................ 166 Hình 3.105: Khai báo thông số về vị trí .......................................................................... 166 Hình 3.106: Khai báo thông số vecto chỉ hướng ............................................................. 167 Hình 3.107: Khai báo Visualization ................................................................................ 167 Hình 3.108: Khai báo khối Revolute ............................................................................... 167 Hình 3.109: Khai báo khối Joint Actuator....................................................................... 168 Hình 3.110: Khai báo khối Joint Sensor .......................................................................... 168 Hình 3.111: Khai báo khối Dumux ................................................................................. 169 Hình 3.112: Khai báo khối hiển thị ................................................................................. 169 Hình 3.113: Khai báo khối tín hiệu đầu vào .................................................................... 170 7
  9. Hình 3.114: Mô hình hoạt động cánh tay robot 5 bậc tự do ............................................ 170 Hình 3.115: Kết quả đáp ứng vị trí các góc khớp m ....................................................... 171 Hình 3.116: Kết quả đáp ứng vận tốc các góc khớp (m/s) .............................................. 171 Hình 3.117: Kết quả đáp ứng gia tốc các góc khớp ........................................................ 172 Hình 3.118: Sơ đồ khối của phương pháp điều khiển PD bù trọng trường ..................... 173 Hình 3.119: Thông số thanh nối Robot Plana 2 bậc tự do ............................................. 174 Hình 3.120. Mô hình điều khiển chuyển động robot theo phương pháp điều khiển PD bù trọng trường ..................................................................................................................... 177 Hình 3.121: Mở fole mới trên matlab/ Simulink ............................................................. 179 Hình 3.122: Hình ảnh khối hàm Matlab trong thư viện Matlab/ Simulink ..................... 179 Hình 3.123: Thiết lập khối hàm Matlab trong thư viện Matlab/ Simulink ..................... 180 Hình 3.124: Thiết lập khối hàm Matlab cho thành phần tương hỗ và ly tâm trong thư viện Matlab/ Simulink ............................................................................................................. 180 Hình 3.125: Thiết lập khối hàm Matlab cho thành phần ma trận quán tính trong thư viện Matlab/ Simulink ............................................................................................................. 180 Hình 3.126: Thiết lập khối hàm Matlab cho thành phần điều khiển trong thư viện Matlab/ Simulink........................................................................................................................... 181 Hình 3.127: Ba khối hàm được tạo ra trên cửa sổ file Simulink ..................................... 181 Hình 3.128: Sơ đồ khối trên Simulink mô tả động học robot ......................................... 181 Hình 3.129: Sơ đồ khối trên Simulink mô tả động học robot và khối fđiều khiển cho robot ......................................................................................................................................... 182 Hình 3.130. Mô hình mô phỏng phương pháp PD bù trọng trường trên Matlab. ........... 182 Hình 3.131: Biểu diễn sai lệch giữa các góc khớp đặt (qd) và góc khớp thực (qthực) .. 183 Hình 3.132. Sai lệch khớp 1 ............................................................................................ 183 Hình 3.133. Sơ đồ hệ thống điều khiển thích nghi Li-Slotine Các bước tiến hành thuật toán điều khiển thích nghi theo Li-Slotine ...................................................................... 183 Hình 3.133. Tạo file Simulink mới.................................................................................. 185 Hình 3.134: Thiết lập khối hàm Matlab trong thư viện Matlab/ Simulink ..................... 186 Hình 3.135. Mô hình Simulink của robot hai khâu. ........................................................ 187 Hình 3.136. Mô phỏng bộ điều khiển thích nghi trên Matlab. ........................................ 187 Hình 3.137. Mô phỏng bộ điều khiển thích nghi trên Matlab cho robot Planar. ............ 188 Hình 3.138: Kết quả mô phỏng với mô hình điều khiển theo phương pháp PD bù trọng trường............................................................................................................................... 189 Hình 3.139: Sơ đồ khối phương pháp 𝑱 − 𝟏.................................................................... 189 Hình 2.140: Các khối hàm lấy ra màn hình cử sổ file Simulink ..................................... 193 8
  10. Hình 3.141: Sơ đồ khối mô tả hệ thống điều khiển robot trên Matlab Simulink ............ 194 Hình 3.142: Kết quả mo phỏng trong trường hợp 1 Kp=50 và Kd=0 ............................. 194 Hình 3.143: Kết quả mo phỏng trong trường hợp 2 Kp=200 và Kd=5 ........................... 195 Hình 3.143: Kết quả mo phỏng trong trường hợp 3 Kp=8000 và Kd=100 ..................... 195 9
  11. DANH MỤC CHỮ BẢNG Bảng 2.1 . Mô tả công nghệ bằng bảng trạng thái ............................................................. 33 Bảng 2.2. Mô tả công nghệ bằng bảng trạng thái .............................................................. 34 Bảng 2.3 : Bảng chuyển trạng thái .................................................................................... 36 Bảng 2.4: Rút gọn bảng trạng thái 2.3 ............................................................................... 37 Bảng 2.5: Mã hóa biến trung gian ..................................................................................... 37 Bảng 2.6: Bảng Karnaugh cho biến trung gian Y ............................................................. 38 Bảng 2.7: Bảng Karnaugh viết cho biến ra P .................................................................... 38 Bảng 2.8: Bảng Karnaugh viết cho biến ra T .................................................................... 38 10
  12. LỜI NÓI ĐẦU Tài liệu học tập đồ án môn 2“ Thiết kế hệ thống điều khiển - tự động“ được biên soạn theo kế hoạch đào tạo và chương trình môn học đồ án 2 của ngành CNKT Điều khiển và Tự động hóa, trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp. Nội dung tài liệu gồm 3 chương chính: Chương 1: Quy định chung về trình bày đồ án Chương 2: Các bài toán về thiết kế hệ thống điều khiển logic PLC. Chương 3: Xây dựng mô hình robot 3D và lập trình điều khiển robot trên Matlab/ Simulink. Nhóm tác giả chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp, Khoa Điện, Bộ môn điều khiển và Tự động hóa đã động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để nhóm tác giả viết tài liệu học tập. Trong quá trình biên soạn không tránh khỏi còn nhiều sai sót, tác giả mong nhận được ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp và đọc giả để tài liệu được hoàn thiện hơn. Địa chỉ: Khoa Điện, Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp Website: khoadien.uneti.edu.vn. Email: khoadien@uneti.edu.vn. Các tác giả 11
  13. CHƯƠNG 1: QUY ĐỊNH TRÌNH BÀY ĐỒ ÁN Mục tiêu của chương: Đưa ra các quy định trình về quy cách trình bày văn bản cho đồ án, và đưa ra các quy định về nội dung và cấu trúc cho đồ án. 1.1. Quy định trình bày văn bản cho đồ án 1. Độ dài của đồ án: Từ 50 đến 80 trang đánh máy (không kể phần phụ lục). 2. Mẫu bìa: Theo mẫu ĐT-ĐAMH-02. 3. Quy định về định dạng trang: - Khổ trang: A4. - Canh lề trái: 3,5 cm; Canh lề phải, đầu trang và cuối trang 2 cm. - Font chữ: Time New Roman, cỡ chữ 14. - Cách đoạn: before: 4pt, after: 4pt. - Cách dòng: At least: 20pt. 4. Đánh số trang: - Từ trang bìa phụ đến hết phần “Danh mục các hình” đánh chữ số La Mã thường (i, ii, iii, iv…) - Từ phần “Mở đầu” đến hết phần “Tài liệu tham khảo” đánh theo số (1, 2, 3…), đặt canh giữa ở đầu trang. 5. Đánh số các đề mục: Đánh theo số thứ tự của chương và số thứ tự của đề mục cấp trên: CHƯƠNG 1: Căn giữa, chữ viết hoa, đậm. 1.1. Căn đều 2 bên, chữ viết hoa. 1.1.1. Căn đều 2 bên, chữ viết thường, đậm. 1.1.1.1. Căn đều 2 bên, chữ viết thường, nghiêng. …… 1.2. Quy định về nội dung, cấu trúc của đồ án: 1. Tên đề tài: Tên đề tài theo tên đề tài được giao bởi giảng viên hướng dẫn. Tên đề tài phải viết hết sức ngắn gọn, từ ngữ phải cụ thể và chính xác về mặt khoa học, đại chúng, không có từ thừa, từ lặp, không được viết tắt. 2. Lời cam đoan: Người viết phải cam đoan các số liệu và kết quả thu được là do bản thân trực tiếp theo dõi, thu thập với một thái độ hoàn toàn khách quan trung thực, các tài liệu đã trích dẫn của các tác giả đều được liệt kê đầy đủ, không sao chép bất cứ tài liệu nào mà không có trích dẫn. 3. Lời cảm ơn: Người viết bày tỏ sự cảm ơn tới các cá nhân, tổ chức đã hướng dẫn, tạo điều kiện, giúp đỡ hoặc hợp tác với mình trong quá trình thực hiện đề tài và viết báo cáo kết quả. 12
  14. 4. Mục lục: Đánh số trang theo thứ tự 1, 2, 3 cho các phần bắt đầu từ phần mở đầu cho đến hết. 5. Các từ viết tắt: Nếu một từ hoặc một cụm từ được lặp lại nhiều lần trong báo cáo, để tránh các trùng lặp dài dòng, nên viết tắt các từ, cụm từ này. Những từ hoặc cụm từ được viết tắt, ngay sau lần sử dụng đầu tiên phải chú giải cách viết tắt trong ngoặc đơn kèm theo. Sau đó chỉ sử dụng từ viết tắt, không sử dụng lại các từ, cụm từ đầy đủ. Danh mục các chữ viết tắt gồm 2 cột chính: cột các từ hoặc cụm từ đầy đủ; cột từ viết tắt. 6. Danh mục các bảng: Các bảng biểu được đánh số thứ tự theo từng chương của báo cáo. Ví dụ: Bảng 3.1 là bảng thứ nhất của chương 3. Danh mục các bảng gồm số thứ tự bảng và tên bảng. 7. Danh mục các hình (gồm sơ đồ, đồ thị, biểu đồ, hình vẽ, ảnh): Các hình được đánh số thứ tự theo từng chương của báo cáo. Ví dụ: Hình 2.2 là hình thứ hai của chương 2. Danh mục các hình gồm số thứ tự hình và tên hình. 8. Phần mở đầu: - Đặt vấn đề, tầm quan trọng ý nghĩa của đề tài, lý do chọn đề tài. - Mục tiêu nghiên cứu (các mục tiêu cụ thể đặt ra cần giải quyết trong đề tài). - Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. - Phương pháp nghiên cứu (Phương pháp, cách thức thực hiện đề tài). 9. Phần nội dung chính của đồ án: - Phần này nhằm giới thiệu và nêu được ý nghĩa của kết quả thu được của đề tài cho người đọc, nội dung chủ yếu là các kết quả thu được kết hợp với thảo luận về các kết quả này. - Kết quả được viết một cách trung thực, khách quan. Mở đầu phần kết quả nên mô tả chung về các nội dung mà đề tài đã tiến hành nhằm đưa ra được bức tranh tổng thể, nhưng không nhắc lại các chi tiết đã có trong phần trước. Các kết quả phải được trình bày ngắn gọn, rõ ràng, kết hợp tốt giữa bảng, hình và diễn giải sao cho người đọc dễ hiểu nhất. Khi so sánh các số liệu thống kê cần kèm theo mức độ ý nghĩa. - Thảo luận mang tính chủ quan của người viết, tránh biến thảo luận thành tóm tắt kết quả. 10. Kết luận và đề nghị - Kết luận nhằm đưa ra một tóm tắt kết quả bao gồm:  Những điểm mới rút ra được (quan trọng nhất) liên quan đến mục tiêu nghiên cứu;  Những nội dung có thể ứng dụng được trong thực tiễn. - Đề nghị nhằm nêu được:  Những điểm còn tồn tại của đề tài nghiên cứu (hướng cho nghiên cứu tới); 13
  15.  Những đề nghị liên quan đến đề tài và ứng dụng của đề tài trong thực tiễn. 11. Tài liệu tham khảo - Xếp riêng theo các nhóm ngôn ngữ (Việt, Anh, Pháp, Đức, Nga, …); Xếp theo trình tự a, b, c của tên của tác giả đầu tiên, nhưng không đảo tên lên trước họ (đối với tiếng Việt) hoặc của họ của tác giả đầu tiên (đối với tiếng nước ngoài); - Nếu các tài liệu cùng tên tác giả thì xếp theo thứ tự thời gian. Các tài liệu của cùng tác giả xuất bản trong cùng một năm thì ghi thêm a, b, c… Ví dụ: 1974a, 1974b …; - Tài liệu không có tên tác giả: xếp theo thứ tự a, b, c của từ đầu tiên của tên cơ quan ban hành văn bản; - Đánh số thứ tự liên tục từ đầu tới cuối (không phân biệt ngôn ngữ); - Tài liệu là sách, luận án, báo cáo:  Tên các tác giả hoặc cơ quan phát hành văn bản (không có dấu ngăn cách) (năm công bố), (đặt trong ngoặc đơn, dấu phẩy sau ngoặc đơn)  Tên sách, luận án hoặc báo cáo, (in nghiêng, dấu phẩy cuối tên)  Nhà xuất bản, (dấu phẩy cuối tên nhà xuất bản)  Nơi xuất bản. (dấu chấm kết thúc tài liệu tham khảo) 14
  16. ĐT-ĐAMH-02 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TÊ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC: (GHI TÊN ĐỀ TÀI) Ngành đào tạo: Ghi tên ngành Mã số ngành: Ghi mã ngành Họ và tên sinh viên: Ghi họ và tên Người hướng dẫn đồ án 1. Th.S. Trần Thị B Địa điểm - Năm thực hiện 15
  17. CHƯƠNG 2: CÁC BÀI TOÁN VỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LOGIC PLC Mục tiêu của chương: Mang đến cho người đọc các bước thực hiện để xây dựng nội dung chính của đồ án, nhằm giải quyết các yêu cầu của đề tài đặt ra. Đưa ra cơ sở lý thuyết về phương pháp lập trình xây dựng chương trình điều khiển sử dụng PLC. Đưa ra các phần mềm và cơ sở thiết kế trên các phần mềm ứng dụng cho điều khiển lập trình PLC, thiết kế giao diện giám sát điều khiển. 2.1. Giao nhiệm vụ đề tài đồ án môn học Đề số 1: Cho hệ thống điều khiển máy khoan có sơ đồ công nghệ như sau: Trong đó: - Đường nét liền:__________________ : chuyển động với tốc độ V1 - Đường nét đứt: ----------- Chuyển động với tốc độ V2 Với A, B, C, D là các công tắc hành trình. Quá trình X, L được điều khiển bởi động cơ ba pha không đồng bộ roto lồng sóc. Yêu cầu : 1. Hãy tổng hợp mạch điều khiển cho công nghệ trên theo phương pháp Grafcet. 2. Lập trình cho hệ thống công nghệ khoan sử dụng ngôn ngữ PLC. 3. Thiết kế giao diện điều khiển sử dụng phần mềm. Khoa Điện Tổ môn Giáo viên hướng dẫn 16
  18. Đề số 2: Cho hệ thống tay máy công nghiệp sau: Tay máy có nhiệm vụ vận chuyển các chi tiết cần gia công từ vị trí A sang vị trí B . Yêu cầu : 1. Hãy tổng hợp mạch điều khiển cho công nghệ trên theo phương pháp Grafcet. 2. Lập trình cho hệ thống tay máy sử dụng ngôn ngữ PLC . 3. Thiết kế giao diện điều khiển sử dụng phần mềm WinCC. Khoa Điện Tổ môn Giáo viên hướng dẫn 17
  19. Đề số 3: Cho hệ thống điều khiển cần trục có sơ đồ công nghệ như hình: Trong đó: a0, a1, b0, b1 là các công tắc hành trình. Quá trình P, T và X, L được điều khiển bởi 2 động cơ ba pha không đồng bộ roto lồng sóc. Yêu cầu : 1. Hãy tổng hợp mạch điều khiển cho công nghệ trên theo phương pháp pháp bảng trạng thái. 2. Lập trình cho hệ thống điều khiển cầu trục trục sử dụng ngôn ngữ PLC. 3. Thiết kế giao diện điều khiển sử dụng phần mềm WinCC. Khoa Điện Tổ môn Giáo viên hướng dẫn 18
  20. Đề số 19: Cho hệ thống điều khiển cần trục có sơ đồ công nghệ như hình: Trong đó: a0, a1, b0, b1 là các công tắc hành trình. Quá trình P, T và X, L được điều khiển bởi 2 động cơ ba pha không đồng bộ roto lồng sóc. Yêu cầu : 1. Hãy tổng hợp mạch điều khiển cho công nghệ trên theo phương pháp pháp hàm tác động 2. Lập trình cho hệ thống điều khiển cầu trục sử dụng ngôn ngữ PLC . 3. Thiết kế giao diện điều khiển sử dụng phần mềm. Khoa Điện Tổ môn Giáo viên hướng dẫn 19
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2