ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHAN CHÍ CƠNG

ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÀ TỔ HỢP PA
DÙNG CHO MÁY THÀNH HÌNH LỐP XE TẢI RADIAL

Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ
Mã số: 101210005

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học: TS. Ngô Thanh Nghị

Đà Nẵng – Năm 2022


Cơng trình được hồn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. Ngô Thanh Nghị

Phản biện 1: TS. LÊ HOÀI NAM
Phản biện 2: TS. NGUYỄN THANH HẢI

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật
họp tại Trường Đại Học Bách Khoa vào ngày 26 tháng 06 năm 2022

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
Trung tâm Học liệu và Truyền thông Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Đà

Nẵng

-

-

Thư viện Khoa Cơ điện tử, Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHĐN

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


1

LỜI NÓI ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài
Xuất phát từ thực tiễn sản xuất tại Xí nghiệp lốp ơ tơ tồn thép Radial, Cơng ty cổ phần cao su Đà
nẵng, khâu tạo hình phơi lốp hay được gọi là khâu thành hình được xem là trái tim của nhà máy, vì đây là
khâu tổ hợp tất cả các loại bán chế phẩm của các công đoạn trước để tạo nên một phơi lốp sống trước khi đưa
vào khn lưu hóa để tạo thành sản phẩm là một chiếc lốp ô tơ tải tồn thép hồn chỉnh ra thị trường.
Chất lượng sản phẩm của nhà máy phụ thuộc rất lớn vào khâu này do vậy các thiết bị thành hình là
các máy thành hình ba trống đều nhập từ các nhà cung cấp có uy tín của Trung quốc như Mesnac, TSTThiên Tân hay như VMI Corporation của Hà Lan, với các tính năng tự động hóa hồn tồn.
Tuy nhiên, trong quá trình thực tế sản xuất cũng như các báo cáo phân tích sản phẩm trả về từ thị
trường tiêu thụ thì có đến ba mươi phần trăm (30%) lốp khuyết tật trả về của nhà máy nằm ở khâu thành hình
này mà cụ thể là ở phần nối của tổ hợp PA (bao gồm lớp cao su lót trong và hông lốp). Vấn đề trên xảy ra do
các thế hệ máy đang sử dụng hiện nay khi tổ hợp lớp PA này công nhân vận hành vẫn đang thao tác dán, nối
và cà bằng tay nên rất mất năng suất và không đạt chất lượng yêu cầu. Xuất phát từ thực tế đó thì vấn đề cấp
thiết đặt ra là phải có một hệ thống tự động để giải quyết bài toán ổn định chất lượng mối nối, chất lượng sản
phẩm, đồng thời nâng cao năng suất, giảm sức lao động.

Chính vì vậy, tác giả đã lựa chọn đề tài:
“THIẾT KẾ,CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÀ TỔ HỢP PA DÙNG CHO MÁY THÀNH HÌNH
LỐP XE TẢI RADIAL”.
II. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu cơ cấu để thay thế cho thao tác cà bằng tay sau khi dán và cà tổ hợp PA tại cơng đoạn
tạo hình (gọi tắt là thành hình) phơi lốp.
Lập trình điều khiển và tích hợp vào chương trình tự động hóa của thiết bị máy thành hình hiện
hành.
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Máy thành hình ba trống dùng trong cơng nghệ thành hình lốp ơ tơ tồn thép tại cơng ty cổ phần cao
su Đà Nẵng
Các thiết bị điều khiển tự động hóa của hãng Rockwell Automation bao gồm: PLC, Biến tần Kinetix
6000, Kinetix 5700, Powerflex 40.. và phần mềm lập trình điều khiển PLC Studio 5000, RSLogix 5000.
Phần mềm thiết lập giao diện người dùng.
IV. Phương pháp nghiên cứu
Kết hợp nghiên cứu giữa phương pháp lý thuyết và thực nghiệm:

-

Nghiên cứu lý thuyết :
Tìm hiểu về thiết kế cơ cấu cơ khí cà dùng khí nén, truyền động bằng dây đai răng.
Nghiên cứu tài liệu về các thiết bị điều khiển Allen Bradley (Rockwell Automation)
Phần mềm điều khiển lập trình PLC Rslogix 5000, mạng DeviceNet kết nối biến tần, các mô đun.
Giao diện người dùng.

 Nghiên cứu thực nghiệm:
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



2
- Chế tạo và lắp đặt phần cơ khí bộ cà tổ hợp mới vào thiết bị máy thành hình đang sử dụng.
- Lập trình điều khiển cho hệ thống.
- Tích hợp tồn bộ phần thiết kế mới vào hệ thống điều khiển đang có của máy để chạy tự động
hoàn toàn.
- Trên nền tảng phần mềm giao diện hiện hành, bổ sung thêm nhiều chức năng để phục vụ cho việc
điều khiển, vận hành và giám sát hệ thống.
V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học:
- Thiết kế được một hệ thống hoàn toàn mới áp dụng vào được trong thiết bị hiện hành để phục vụ
mục đích sản xuất.
- Nâng cao năng suất, hiệu quả và chất lượng sản phẩm lốp ô tô thương hiệu DRC ở thị trường
trong nước và quốc tế.
- Việc lập trình và điều khiển để tích hợp được vào hệ thống giúp làm chủ được công nghệ và chủ
động trong việc cải tiến về sau.
Ý nghĩa thực tiễn:
- Giảm sức lao động cho công nhân vận hành.
- Có thể áp dụng hàng loạt cho các máy thành hình với cơng suất 2200 lốp/ ngày tại xí nghiệp.
VI. Dự kiến kết quả đạt được
- Bản thuyế t minh luận văn hoàn chỉnh.
- Hệ thống cà tổ hợp được áp dụng vào thực tiễn sản xuất.
- Tối ưu hóa cơng đoạn thành hình tại xí nghiệp.
- Chương trình điều khiển PLC, giao diện người dùng HMI và kết nối biến tần qua mạng
DeviceNet làm cho hệ thống mới chạy hoàn toàn tự động.
CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Gồm 4 chương :
Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
Chương 2: MÁY THÀNH HÌNH BA TRỐNG ZCX3
Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
1.1

Qui trình cơng nghệ sản xuất lốp ơ tơ tồn thép Radial

Lốp Ơ tơ Radial hay cịn được gọi là lốp bố thép ( phân biệt với lốp bố vải) là loại lốp được tạo nên
bởi các lớp sợi mành thép được sắp xếp theo kết cấu song song hướng về tâm lốp (Hiǹ h 1.1). Thiết kế các sợi
mành này giúp lốp có phần khung vững chắc hơn, giảm nguy cơ biến dạng lốp khi vận hành.
Lốp bố thép có khá nhiều ưu điểm nổi bật như: tăng độ bám đường khi xe di chuyển nhanh, hoặc di
chuyển trên mặt đường trơn trượt, lốp chạy sinh nhiệt ít hơn, độ mài mịn ít, tăng tải của xe và ngay cả việc
giữ hơi của lốp cũng tốt hơn.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


3
Hiện nay lốp bố thép được sử dụng khá phổ biến tại các nước phát triển, tuy nhiên tại thị trường Việt
Nam thì chỉ mới được phổ biến trong thời gian gần đây. Về nguồn gốc, từ năm 1946, lốp bố thép được
nghiên cứu tại công ty sản xuất thiết bị nông nghiệp Barbier và công ty Daubree ở Clermont Ferrand. Loại
lốp này nhanh chóng được nâng cấp và phổ biến hơn nhờ những ưu điểm nổi bật của nó.
Tại Việt Nam, công ty cổ phần cao su Đà Nẵng DRC là doanh nghiệp đầu tiên nghiên cứu, sản xuất
lốp radial theo tiêu chuẩn quốc tế.
Kết cấu lốp bố thép theo tiêu chuẩn:

Hình 1.1 Kết cấu của lốp xe tải radial toàn thép
Lốp radial hiện nay chia ra khá rõ cho các dòng xe cụ thể như: lốp xe tải nhẹ, lốp xe tải nặng, lốp xe

khách.Tùy theo tính năng sử dụng, lốp sẽ được thiết kế theo các tiêu chuẩn khác nhau, hoa lốp khác nhau và
đều tuân thủ theo một qui trình từ khâu đầu đến khâu cuối như Hình 1.2:

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


4

Hình 1.2 Qui trình cơng nghệ sản xuất lốp xe ơ tơ radial tồn thép [6]
1.2

Cơng đoạn thành hình phơi lốp
Khái niệm

Thành hình phơi lốp được xem là trái tim của qui trình sản xuất lốp ơ tơ Radial tồn thép, đây là
khâu tổ hợp các loại bán chế phẩm để tạo ra phôi lốp sống trước khi đưa vào lưu hóa để tạo thành lốp thành
phẩm. Khâu thành hình phôi lốp quyết định phần lớn đến chất lượng và năng suất của sản phẩm đầu ra.
Sản phẩm của khâu thành hình là phơi lốp sống, được tổ hợp dựa trên tiêu chuẩn thi cơng được ban
hành bởi phịng ban chức năng cơng ty và tn theo một qui trình công nghệ trong điều kiện môi nghiêm
ngặt được qui định với nhiệt độ từ 270 C đến 300 C và độ ẩm từ 50-55%.
Thiết bị thành hình
Máy thành hình 3 trống ZCX3 là thiết bị dùng để thành hình lốp xe tải Radial tồn thép. Máy có độ
chính xác, hiệu suất và trình độ tự động hóa cao, thời gian tuần hoàn cho 1 lốp là khoảng 220s, khả năng làm
việc liên tục 24h.
Các loại bán chế phẩm của khâu thành hình và các bước thực hiện
Các loại bán chế phẩm chính được sử dụng ở khâu thành hình phơi lốp sống:

-


Vải mành thép thân lốp
Cao su hông lốp
Cao su tầng lót trong
Cao su đệm vai
Thép bọc gót
Mặt lốp
Vịng tanh

Các loại thép tầng hỗn xung
Phơi lốp sống được tạo ra theo một quy trình tiêu chuẩn như sau:
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


5

Hình 1.3 Qui trình thành hình phơi lốp
Đánh giá thực trạng và ảnh hưởng của công đoạn tổ hợp lớp PA.
1.2.4.1 Thực trạng tại nhà máy
Hiện nay chỉ một số thiết bị máy thành hình đời mới mới được trang bị hệ thống cà tổ hợp lớp PA,
còn lại đa phần kết cấu này đều khơng có. Nhà máy lốp Radial thuộc công ty cổ phần cao su Đà nẵng thành
lập và đi vào hoạt động từ tháng 6/2013, do vậy có đến 7 trong 11 máy thành hình hiện chưa trang bị cơ cấu
cà tự động tổ hợp PA, trong q trình thành hình phơi lốp tại khâu này công nhân phải thao tác bằng tay bằng
cách dùng cà răng kết cấu như Hiǹ h 1.4 đồng thời phải cần 2 công nhân thực hiện.

Hình 1.4 Kết cấu cà răng để thao tác bằng tay
Việc thực hiện bước này bằng tay sẽ làm giảm hiệu suất của thiết bị, hao tổn sức lực và quan trọng
hơn nó là nguyên nhân chính gây ra khuyết tật cho lốp khi sử dụng ngoài thị trường, làm giảm đáng kể tuổi


THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


6
thọ và nguy hiểm hơn là có thể dẫn đến những tai nạn đáng tiếc nếu lốp bị nổ trong quá trình xe chạy tốc độ
cao.
1.2.4.2 Đánh giá ảnh hưởng của khâu cà PA đến chất lượng sản phẩm
Có 2 lỗi chính của sản phẩm lốp trả về theo thống kê từ bộ phận kiểm sốt chất lượng của cơng ty
xuất phát từ nguyên nhân do mối nối PA không đạt đó là:
 Lốp bị giãn mành (Hình 1.7)
Khi mối nối PA thao tác bằng tay không đạt chất lượng do lực đè của người vận hành lên vị trí mối
nối khơng đều hoặc q trình cà tay làm cho cao su dày mỏng khác nhau. Hệ quả là tại các vị trí này sẽ làm
cho lớp mành thép bị giãn ra, gây yếu đi toàn bộ kết cấu lốp, kết quả lốp qua phân tình hình ảnh từ máy kiểm
tra X-Quang sẽ cho thấy sự khác biệt:

Hình 1.5 Lốp bị giãn mành do nối P.A

Hình 1.6 Lốp không bị lỗi
Tại vị trí giãn này khi bơm hơi và chạy có tải thì đây là phần yếu nhất trong tồn bộ kết cấu, đó là
nguyên nhân gây ra nổ lốp.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


7


Hình 1.7 Lốp bị nổ do giãn mành
 Lốp bị phồng hông lốp (Hiǹ h 1.9)
Lớp PA là tổ hợp của hơng lốp và lớp lót trong, nếu khuyệt tật giãn mành là do phần lớp lót trong,
thì lỗi phồng hông lốp chủ yếu đến từ việc nối hông không đạt nguyên nhân xuất phát từ thao tác làm bằng
tay:

Hình 1.8 Hông lốp nối không đều tay

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


8
Hiện tượng này là nguyên nhân gây ra các tình trạng thường thấy khi lốp chạy ngoài thị trường như
sau:

Hình 1.9 Khuyết tật lốp bị phồng hông tại nối PA
Tại các vị trí phồng này khi chạy lốp đơi sẽ dẫn đến ma sát và gây nổ, hoặc khi lốp chạy có tải, vị trí
này là khu vực chịu ảnh hưởng bởi lực uốn cong, do vậy sẽ gây ra nổ lốp.

MÁY THÀNH HÌNH BA TRỐNG ZCX3
2.1

Tổng quan về thiết bị máy thành hình

Máy thành hình (Hiǹ h 2.1) là thiết bị dùng để tạo hình phơi lốp sống trong qui trình cơng nghệ sản
xuất lốp Radial. Hiện nay tại nhà máy sản xuất lốp Radial, công ty cổ phần cao su Đà nẵng sử dụng chủ yếu
dòng máy ZCX3, của tập đồn Mesnac-Trung Quốc. Đây là dịng máy có hiệu suất và trình độ tự động hóa

cao, năng suất bình quân khoảng 270 lốp/ ngày. Thiết bị này vận hành ổn định, tin cậy, an toàn và linh hoạt.

Hình 2.1 Máy thành hình 3 trống ZCX3 đang sử dụng
2.2

Thơng số kỹ thuật

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


9
Các thông số kỹ thuật sử dụng như sau:
2.3

Điện áp: 3 x 380V ± 10 %, 50 Hz AC
Nhiệt độ mơi trường: 0 ÷ 40 ° C
Độ ẩm: 0 ÷ 90 %
Độ cao lắp đặt: 1200 m trên mực nước biển
Nhiệt độ vận chuyển và lưu kho: - 20 + 60 °C
Công suất đầu vào: 45 kW
Hao tổn công suất bình qn: 12 kW / h
Khí nén u cầu: 6 ÷ 7 bar
Tiêu hao khí nén: 12,5 m3/h
Số ca sử dụng: Sản xuất 3 ca liên tục, 7 ngày/tuần

Các bộ phận chính của máy
Hệ thống cơ khí


2.3.1.1 Bệ đế vịng truyền dẫn
2.3.1.2 Bệ đế trống thân lốp
2.3.1.3 Trống thân lốp
2.3.1.4 Vịng vận chuyển thân lốp
2.3.1.5 Trống hỗn xung
2.3.1.6 Vịng vận chuyển tầng hỗn xung
2.3.1.7 Trống thành hình chính
2.3.1.8 Bộ phận cà
2.3.1.9 Hệ thống giàn cấp liệu của máy
Hệ thống điều khiển
Hệ thống khí nén
Hệ thống an tồn

THIẾT KẾ HỆ THỐNG
3.1

Thiết kế hệ thống cơ khí
Q trình thiết kế
Q trình thiết kế phần cơ khí cho bộ cà tổ hợp lớp PA dựa trên các bước sau:

- Nắm rõ nguyên lý làm việc của chi tiết để xác định các thống số động lực học và chế độ làm việc
của các bộ phận phù hợp với điều kiện công nghệ hiện tại.
- Xác định các tải trọng liên quan đến bộ cà và áp lực đè lên lớp PA khi tổ hợp ở trống thân lốp.
- Chọn vật liệu gia công phù hợp để bảo đảm độ bền, tuổi thọ và chỉ tiêu về khả năng làm việc.
- Hoàn thiện thiết kế chi tiết để chế tạo.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



10
Cụm con lăn cà
Cụm con lăn cà là bộ phận tiếp xúc với trống thân lốp khi cà, chi tiết này có tác dụng cà nối 2 mí của
tổ hợp lớp PA thơng qua dây đai thang và có thể điều chỉnh được áp lực của con lăn cà thông qua xy lanh và
van giảm áp.
Cụm con lăn cà bao gồm các chi tiết sau:
1- Khung trái; 2- Con lăn bậc; 3- Trục con lăn bậc; 4- Con lăn trên, 5- Trục con lăn trên; 6- Chốt lỗ
ren; 7- Càng lị xo; 8- Chốt móc lị xo; 9- Chốt xoay càng lò xo; 10- Bạc đồng; 11- Con lăn cà; 12- Trục con
lăn cà; 13- Lò xo d20xd3x100; 14- Con lăn dẫn hướng; 15- Trục con lăn dẫn hướng; 16- Con lăn căng đai
cà; 19- Xy lanh ADVU 20-20-P-A; 20- Bạc căng; 21- Ổ bi 6000-10x26x8 SKF; 24- Tấm gá tăng đai; 25Lục giác tán côn m6x70; 27- Lục giác tán côn m6x16; 28- Đế dưới; 30- Dây đai 50x790x2 1 mặt trơn 1 mặt
nhám.

Hình 3.1 Cụm con lăn cà

Tổng thể bộ cà
Bộ cà tổng thể là phần thiết kế hoàn chỉnh như Hình 3.2 bao gồm phần cụm con lăn cà (Hiǹ h 3.1),
động cơ truyền động và cơ cấu giá đỡ...

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


11
Chi tiết cụ thể: 1- Tấm đế gá lên băng tải; 2- Tấm trung gian gá bi 6003; 3- Tấm hàn lên khung
H80; 4- Đế nối; 5- Khung hộp H80; 6- Đế gá trục puly đai răng; 7-Tấm gá vào đế nối; 8-Con lăn tăng đai
răng; 9- Khung cà; 10- Chốt xoay; 11- Con lăn xoay 1; 12- Con lăn xoay 2; 13- Con lăn xoay 3; 14- Con lăn
xoay 4; 15- Con lăn xoay 5; 16- Con lăn xoay 6; 17- Càng lò xo; 18- Chốt lỗ ren; 20- Đế gá ray bi HGW25;
21- Động cơ 3 pha 0.75KW; 22- Puly đai răng; 23- Đai răng 30-8m-5000


Hình 3.2 Bộ cà tổ hợp PA hoàn chỉnh
Gá đặt bộ cà vào hệ thống
Bộ cà tổ hợp sau khi được thiết kế và chế tạo sẽ được gá đặt vào hệ thống máy thành hình. Việc gá
đặt này tuân theo qui trình cơng nghệ thành hình phơi lốp (Hiǹ h 1.3) để khi hoạt động sẽ theo trình tự bước
và khơng làm gián đoạn thao tác.
Cụ thể ở đây bộ cà tổng thể sẽ được gá đặt lên phần băng tải cấp vải thân lốp nằm trên băng tải cấp
lớp PA, đây là bước tiếp sau bước cấp lớp PA.
Chi tiết gá đặt như Hiǹ h 3.3

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


12

Hình 3.3 Chi tiết gá đặt bộ cà lên máy
Trong đó:
1- Bệ máy
2- Trống thân lốp
3- Đi trống
4- Cụm cà PA gá trên băng tải cấp vải thân
5- Giữ khung băng tải
6- Bi gối con lăn chủ động
7- Con lăn chủ động
8- Khung đế cấp liệu
9- Xy lanh nâng hạ
10- Khung băng tải cấp tổ hợp PA
11- Tấm chống dính khi cấp PA

12- Phíp lót băng tải

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


13
3.2

Thiết kế hệ thống điều khiển
Giới thiệu một số thiết bị điều khiển của hãng Rockwell Automation

3.2.1.1 Bộ điều khiển lập trình PLC và các Module truyền thơng
Một số dịng PLC đặc trưng:
SLC 500; Micrologix 1000, 1100,1200, 1400 và 1500; Micro 800
Compactlogix là dòng PLC tầm trung mới của Rockwell thay thế cho SLC 500, thường có những
dịng thường gặp như 1768-L43, 1768-L45, 1769-L18, 1769-L24, 1769-L27ERM, 1769-L30, 1769-L33 ...
ControlLogix là dòng PAC ra đời thay thế cho PLC 5, thuộc dòng PLC cao cấp của Rockwell, hỗ trợ
các hệ thống lớn tới 128000 I/O digital, với I/O analog thì hỗ trợ lên đến 4000 I/O, bộ nhớ chương trình tới
32MB, khơng dùng pin. Controllogix có các CPU thơng thường như: Dòng cũ: 1756-L71, 1756-L71, 1756L73,1756-L75… Dòng mới: 1756-L81E, 1756-L82E, 1756-L83E, 1756-L84E…
Phần mềm lập trình là Rslogix 5000 cho dịng cũ và Studio 5000 cho dòng mới.
Các thiết bị sử dụng trong hệ thống máy thành hình:






PLC ControlLogix 1756-L61

Bộ nguồn của CPU 1756-PA75/B
Module truyền thông EtherNet/IP
Module truyền thông DeviceNet
Module giao diện sercos

3.2.1.2 Tổng quan về một số mạng truyền thông của Allen-Bradley
EtherNet/IP
ControlNet
DeviceNet
Giao thức Modbus
3.2.1.3 Phần mềm lập trình RSLogix 5000 Enterprise và RSLinx
Phần mềm RSLogix 5000 Enterprise Series
Phần mềm RSLinx
3.2.1.4 Giới thiệu module đầu vào đầu ra số và cảm biến tiệm cận Turck
Module đầu vào số
Module đầu ra số
Cảm biến tiệm cận Turck BI8-M18-AP6X-H1141
3.2.1.5 Biến tần PowerFlex 40 và card truyền thông 22-COMM-D
Kết nối bộ cà tổ hợp PA vào hệ thống đang sử dụng
Việc kết nối thực hiện theo các bước sau đây:
Bước 1: Kết nối biến tần PowerFlex 40 vào hệ thống thông qua mạng DeviceNet
Bước 2: Thiết lập chương trình điều khiển chạy tay qua lại để kiểm tra chế độ chạy,các giới hạn và
cài đặt tốc độ phù hợp cho bộ cà
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


14
Bước 3: Thêm trang điều khiển cà PA trên màn hình giao diện người dùng HMI với các chức năng

như cài đặt tốc độ, chức năng chọn cà, số lần cà, các góc quay của trống thân lốp trước và sau khi cà.
Bước 4: Lập trình điều khiển các bước trình tự tự động cà PA theo qui trình cơng nghệ hiện hành.
3.2.2.1 Kết nối biến tần PowerFlex 40 vào mạng DeviceNet và thiết lập thông số cơ bản bằng phần mềm
DriveExecutive
Bước 1: Cài đặt địa chỉ 37 và tốc độ truyền dẫn kbps qua card truyền thông 22-COMM-D (Hiǹ h 3.4)
như sau:

Hình 3.4 Card truyền thông 22-COMM-D

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


15

Hình 3.5 Cách cài đặt địa chỉ 37 cho biến tần từ card truyền thông
Đặt địa chỉ bằng cách chọn tương ứng 101001= 37 trên các Switch 1..6 như Hiǹ h 3.5, và chọn tốc độ
truyền dẫn là 250kbps tương ứng 10 trên Switch 7,8.

Hình 3.6 Cách cài đặt tốc độ truyền dẫn

Bước 2: Dùng phần mềm DriveExecutive để cài đặt tham số cho biến tần

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


16


Hình 3.7 Phần mềm DriveExecutive

Bước 3: Cấu hình biến tần vào mạng DeviceNet và kết nối với bộ điều khiển CompactLogix qua
module 1756-DNB bằng phần mềm RSNetWorx for DeviceNet như Hiǹ h 3.8

Hình 3.8 Cấu hình biến tần vào mạng DeviceNet qua RsNetWorx

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


17
- Khởi động RsnetWorx for DeviceNet để cấu hình địa chỉ, số lượng các byte truyền nhận của
Scanner 1756-DNB cho biến tần, chọn mạng DeviceNet để quét và Online (Hiǹ h 3.9).

Hình 3.9 Giao diện phần mềm RSNetWorx for DeviceNet

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


18
- Sau khi quét, cấu hình mạng DeviceNet của hệ thống hiển thị như sau:

Hình 3.10 Cấu hình mạng của hệ thống sau khi thêm biến tần địa chỉ 37
Trong đó địa chỉ 37 (Hiǹ h 3.10) của biến tần đã được kết nối qua Scanner 1756-DNB
- Cấu hình các ô nhớ truyền nhận:

 Kích chuột vào Scanner Module

Hình 3.11 Chọn module quét 1756-DNB
 Kích chuột vào tag Scanlist, chọn Automap on Add, chọn biến tần PowerFlex 40, sau đó kích vào
dấu > để thêm biến tần vào Scanlist (Hình 3.12).

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


19

Hình 3.12 Thêm biến tần vào danh sách có sẵn của module 1756-DNB
 Trong mục Edit I/O parameters chọn kiểu truyền thông là Polled và chọn số byte nhận là 4 bytes
và số byte truyền là 4 bytes (DWORD 0 và DWORD 1) .Ở đây Output là dữ liệu xuất từ PLC xuống và Input
là dữ liệu đọc từ biến tần về.

Hình 3.13 Khai báo kiểu truyền thông và số bytes truyền nhận
 Thiết lập các vùng nhớ vào-ra cho biến tần:
 Tại vùng nhớ ngõ vào Input (Hiǹ h 3.14):
- Vùng nhớ truy cập đầu vào biến tần là Local:1:I.Data[37], kiểu vùng nhớ cho module 1756 là
Assembly Data, độ dài bit là 32-Dword, dùng để phản hồi tốc độ và tính tốc độ hiện tại.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


20


Hình 3.14 Khai báo vùng nhớ ngõ vào
 Tại vùng nhớ ngõ ra Output (Hiǹ h 3.15):
- Vùng nhớ truy cập đầu ra biến tần là Local:1:O.Data[37], kiểu vùng nhớ cho module 1756 là
Assembly Data, độ dài bit là 32-Dword, dùng để đặt giá trị tham chiếu tốc độ biến tần.

Hình 3.15 Khai báo vùng nhớ ngõ ra
 Lưu cấu hình Scanner: chọn Apply và OK để lưu.
3.2.2.2 Lập trình và chạy thử ở chế độ tay bằng nút nhấn
Lưu đồ thuật toán
Sau khi lắp đặt cà, tiến hành chạy thử bằng nút nhấn thuận/nghịch được lắp riêng để kiểm tra tốc độ
và các giới hạn.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


21

Hình 3.16 Lưu đồ thuật toán chạy tay thuận

Hình 3.17 Lưu đồ thuật toán chạy tay nghịch

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


22


3.2.2.3 Lập trình điều khiển bộ cà tổ hợp chạy tự động theo hệ thống
Lưu đồ thuật toán

Hình 3.18 Lưu đồ thuật tốn
Giải thích ngun lý làm việc:
Trước khi chạy, cần nhập các thông số của bộ cà như số lần cà n, tốc độ cà, và tham số quan trọng
nhất là góc định vị trống thân ω, góc này được khảo sát thực tế qua chế độ tay, khi góc khơng chính xác sẽ
dẫn đến vị trí con lăn có dây đai cà sẽ khơng cà đúng vị trí là trung tâm của mối nối. Nhấn “Bắt đầu” tương
ứng là nút nhấn STEP trên tủ thao tác tại vị trí trống thân. Tiếp theo chương trình sẽ thực hiện các hành
động: Băng tải cấp lớp PA hạ xuống tại vị trí trống thân, cơng nhân vận hành thực hiện thao tác dán lớp PA
bằng tay với tiêu chuẩn công nghệ là cho phép chồng mí từ 3÷5mm, sau đó tiếp tục nhấn STEP, giá đỡ cà
PA hạ xuống, trống thân thực hiện góc định vị đã cài đặt và đưa mí nối đúng tâm con lăn cà, sau khi định vị
xong 2s cà bắt đầu thực hiện hành trình chạy từ phải sang trái, con lăn cà hạ xuống đè lên mí nối theo áp lực
khí nén khoảng từ 2.5÷3.0 bar được điều chỉnh bằng van giảm áp, khi cà sang trái tới giới hạn trái LS1 (giới
hạn cà tiến), cảm biến giới hạn có tín hiệu, cà dừng. Sau khi cà dừng, giá đỡ cà PA nâng lên đồng thời cà tự
động chạy lùi về vị trí ban đầu, mục đích của việc này là để tiết kiệm thời gian. Cà dừng lại khi gặp giới hạn
phải LS2 (giới hạn lùi). Chu kỳ cà PA kết thúc nếu như tham số SO LAN CA = 1, nếu SO LAN CA = 2
(thường được thiết lập ở các tấm PA đầu tiên, sức dính kém) thì hệ thống quay lại thực hiện thao tác giá cấp
bộ cà PA hạ xuống và tiếp tục vòng lặp cà như trên.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


23
3.2.2.4 Thiết lập trang màn hình điều khiển cà PA trên giao diện HMI
Trên giao diện HMI của máy, thiết lập trang điều khiển chức năng của bộ cà PA (Hình 3.19). Trong
đó thơng số:
- CA PA (0/1): là để chọn (1) hoặc không chọn (0), sử dụng trong trường hợp cà bị hư hỏng phần

cơ khí, hay điện thì bỏ chức năng làm việc tự động để thao tác bằng tay tạm thời chờ xử lý.
- TOC DO CA PA: Cài đặt tốc độ vòng/phút cho cà
- GOC CA: là góc định vị trên trống thân để trước khí cà vị trí mối nối nằm giữa trung tâm con lăn
cà
- SO LAN CA (1/2): Có thể chọn 1 hoặc 2 lần cà nếu thấy chất lượng chưa đạt.

Hình 3.19 Trang điều khiển cà PA

KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
4.1

Kết quả đa ̣t đươ ̣c của đề tài
Kết quả
Đề tài đã mang lại những kết quả thiết thực và đáp ứng yêu cầu ban đầu đề ra:

- Đã thiết kế, chế tạo và đưa vào sử dụng thành công bộ cà tổ hợp PA bảo đảm ổn định chất lượng
sản phẩm, giảm sức lao động cho công nhân vận hành và nâng cao năng suất.
- Nghiên cứu sử dụng và tích hợp được các loại thiết bị tự động hóa của hãng Rockwell
Automation như PLC, biến tần các loại, mạng DeviceNet và các phần mềm lập trình như Rslogix 5000 hay
Studio 5000..
- Hệ thống cà tổ hợp PA hoạt động ổn định, dễ bảo dưỡng sửa chữa và màn hình giao diện người
dùng trực quan giúp công nhân vận hành dễ thao tác.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ