Đồ án Thiết kế và xây dựng mô hình hệ thống tiền chế thép cho công nghệ đóng tàu

Bé GI¸O DôC §µO T¹O 
TR¦êNG §¹I HäC D¢N LËP H¶I PHßNG 
 ISO 9001:2008 
ThiÕt kÕ vµ x©y dùng m« h×nh hÖ thèng 
tiÒn chÕ thÐp cho c«ng nghÖ ®ãng tµu 
§å ¸N TèT NGHIÖP §¹I HäC HÖ CHÝNH QUY 
Ngµnh ®iÖn c«ng nghiÖp 
H¶I phßng – 2011 
Bé GI¸O DôC §µO T¹O 
TR¦êNG §¹I HäC D¢N LËP H¶I PHßNG 
 ISO 9001:2008 
ThiÕt kÕ vµ x©y dùng m« h×nh hÖ thèng 
tiÒn chÕ thÐp cho c«ng nghÖ ®ãng tµu 
§å ¸N TèT NGHIÖP §¹I HäC HÖ cHÝNH QUY 
Ngµnh ®iÖn c«ng nghiÖp 
Sinh viªn: NguyÔn TiÕn L©m 
Ngêi híng dÉn: Th.S Bïi Quèc Kh¸nh 
H¶I phßng – 2011 
Céng hoµ x· héi chñ nghÜa viÖt nam 
®éc lËp - tù do - h¹nh phóc 
----------------o0o----------------- 
Bé GI¸O DôC §µO T¹O 
TR¦êNG §¹I HäC D¢N LËP H¶I PHßNG 
NhiÖm vô ®Ò tµi tèt nghiÖp 
Sinh viªn : NguyÔn TiÕn L©m 
Líp : §C701 
- M· sè :110590 
- Ngµnh §iÖn C«ng NghiÖp. 
Tªn ®Ò tµi : ThiÕt kÕ vµ x©y dùng m« h×nh hÖ thèng tiÒn chÕ thÐp cho 
c«ng nghÖ ®ãng tµu. 
 NhiÖm vô ®Ò tµi 
1. Néi dung vµ c¸c yªu cÇu cÇn gi¶i quyÕt trong nhiÖm vô ®Ò tµi tèt 
nghiÖp (vÒ lý luËn, thùc tiÔn, c¸c sè liÖu cÇn tÝnh to¸n vµ c¸c b¶n vÏ). 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
2. C¸c sè liÖu cÇn thiÕt ®Ó thiÕt kÕ, tÝnh to¸n. 
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
3. §Þa ®iÓm thùc tËp tèt nghiÖp: 
....................................................................... 
C¸c c¸n bé híng dÉn ®Ò tµi Tèt nghiÖp 
Ngêi híng dÉn thø nhÊt 
Hä vµ tªn : 
Häc hµm, häc vÞ : 
C¬ quan c«ng t¸c : 
Néi dung híng dÉn : 
Bïi Quèc Kh¸nh 
Th¹c sü 
Toµn bé ®Ò tµi 
Ngêi híng dÉn thø hai 
Hä vµ tªn : 
Häc hµm, häc vÞ : 
C¬ quan c«ng t¸c : 
Néi dung híng dÉn : 
§Ò tµi tèt nghiÖp ®îc giao ngµy 10 th¸ng 04 n¨m 2011. 
Yªu cÇu ph¶i hoµn thµnh xong tríc ngµy 17 th¸ng 07 n¨m 2011. 
§· nhËn nhiÖm vô §.T.T.N. 
Sinh viªn 
NguyÔn TiÕn L©m 
§· giao nhiÖm vô §.T.T.N 
C¸n bé híng dÉn §.T.T.N 
Th.S Bïi Quèc Kh¸nh 
H¶i Phßng, ngµy.......th¸ng ... n¨m 2011 
HiÖu trëng 
GS.TS.NG¦T TrÇn H÷u NghÞ 
 7 
PhÇn nhËn xÐt tãm t¾t cña c¸n bé híng dÉn. 
1. Tinh thÇn th¸i ®é cña sinh viªn trong qu¸ tr×nh lµm ®Ò tµi tèt nghiÖp. 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
2. §¸nh gi¸ chÊt lîng cña §.T.T.N (so víi néi dung yªu cÇu ®· ®Ò ra trong 
nhiÖm vô §.T.T.N, trªn c¸c mÆt lý luËn thùc tiÔn, tÝnh to¸n gi¸ trÞ sö dông, 
chÊt lîng c¸c b¶n vÏ). 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
3. Cho ®iÓm cña c¸n bé híng dÉn : 
(§iÓm ghi b»ng sè vµ ch÷) 
 Ngµy..th¸ng..n¨m 2011 
C¸n bé híng dÉn chÝnh. 
(Ký vµ ghi râ hä tªn) 
 8 
NhËn xÐt ®¸nh gi¸ cña ngêi chÊm ph¶n biÖn 
®Ò tµi tèt nghiÖp 
1. §¸nh gi¸ chÊt lîng ®Ò tµi tèt nghiÖp vÒ c¸c mÆt thu thËp vµ ph©n tÝch 
sè liÖu ban ®Çu, c¬ së lý luËn chän ph¬ng ¸n tèi u, c¸ch tÝnh to¸n chÊt lîng 
thuyÕt minh vµ b¶n vÏ, gi¸ trÞ lý luËn vµ thùc tiÔn ®Ò tµi. 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
2. Cho ®iÓm cña c¸n bé chÊm ph¶n biÖn. 
(§iÓm ghi b»ng sè vµ ch÷) 
Ngµy.th¸ng..n¨m 2011 
Ngêi chÊm ph¶n biÖn. 
(Ký vµ ghi râ hä tªn) 
 9 
LỜI NÓI ĐẦU 
Trong công cuộc đổi mới công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước ta hiện 
nay, vấn đề áp dụng khoa học công nghệ kỹ thuật tiên tiến, vào trong các quá 
trình sản xuất được đảng và nhà nước ta quan tâm sâu sắc. Chính điều đó đã 
dẫn đến sự ra đời của nhiều nhà máy, công ty. Quá trình phát triển tạo ra 
nhiều sản phẩm cho cuộc sống. Cũng vì thế mà ngành hàng hải của nước ta 
cũng phát triển rất nhanh chóng. Hàng loạt các công ty đóng tàu được thành 
lập và đóng các con tàu có trọng tải lớn. Để đảm bảo an toàn, chất lượng cho 
các con tàu công việc tiền chế thép để làm lên các con tàu là công việc rất 
quan trọng và cần thiết. 
Trong quá trình học và được đào tạo tại trường Đại Học Dân Lập Hải 
Phòng em đã được giao đề tài “THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH 
HỆ THỐNG TIỀN CHẾ THÉP CHO CÔNG NGHỆ ĐÓNG TÀU”, toàn 
bộ dây truyền đều là hệ thống tự động với nhiều thiết bị hiện đại. 
Đồ án bao gồm các chương sau: 
 Chương 1: Tổng quan về công nghệ làm sạch tôn đóng tàu. 
 Chương 2: Trang bị điện – điện tử của dây truyền công nghệ sơ 
chế tôn. 
 Chư ...  12v và 5v (hình 
3.9), tiếp theo là sơ đồ khối mạch điều khiển các động cơ quay trái (hình 
3.10), quay phải (hình 3.11), quay trên (hình 3.12). Cuối cùng là động cơ 
điều khiển chuyền động băng tải (hình 3.13). 
Hình 3.4: Rơ le HRS2H 
Hình 3.5: LM-7812 
Hình 3.6: LM-7805 
Hình 3.7: A1013 
 68 
Hình 3.8:Sơ đồ khối dao động, nút reset và chip điều khiển. 
Hình 3.9: Khối nguồn tạo ra 12V và 5V. 
 69 
Hình 3.10: Sơ đồ động cơ bên trái. 
Hình 3.11: Sơ đồ động cơ bên phải. 
 70 
Hình 3.12: Sơ đồ động cơ mặt trên. 
Hình 3.13: Sơ đồ động cơ điều khiển truyền động băng tải. 
 Sau khi thiết lập được các sơ đồ điều khiển cho các động cơ của quá 
trình truyền động của dây truyền ta bắt đâu tiến hành thiết kế mạch in trên bo 
mạch rồi gắn linh kiện trên mạch in (hình 3.14), ghép nối với máy tính nạp 
chương trình điều khiển cho IC AT89S52. Hoàn thiện mô hình lắp ráp các chi 
tiết cơ khí cho mô hình chạy thử. 
 71 
Hình 3.14: Sơ đồ mạch in. 
3.1.2: Nguyên lý hoạt động và chức năng các phần tử mạch điều khiển. 
 Mạch điều khiển được sử dụng vi điều khiển AT89S52 để cấp nguồn 
cho các động cơ chuyển động. 
 Băng tải chuyển động nhờ động cơ bước, đông cơ này có 4 cuộn dây 
mỗi cuộn được điều khiển bằng một transistor TIP41C. 
 Ba động cơ quay cánh tay được sử dụng là động cơ gắn hộp số nhằm 
giảm tốc độ quay 4 vòng/giây. Mỗi động cơ quay được đảo chiều bằng 2 rơ le 
HRS2H, góc mở của hai cánh tay hai bên được giữ cân bằng nhờ cảm biến 
quang ở hai bên cánh tay. 
 Ba động cơ làm sạch được sử dụng động cơ 6v. 
 Điện trở suất NE05 có chức năng giảm điện áp từ 12v xuống 7v để cấp 
nguồn cho LM7805 nuôi mạch điều khiển IC. 
 Khi tấm thép được đưa lên băng truyền sẽ được nhận biết băng cảm 
biến quang. Lúc này hai cánh tay bắt đầu chuyển động lại gần băng chuyền, 
 72 
cánh tay bên trên hạ thấp xuống. Khi các cánh tay chạm vào tấm thép các 
động cơ làm sạch và bắt đầu làm sạch đều 3 mặt của tấm thép. Khi tâm thép 
đã được làm sạch và chạy ra khỏi băng tải các động cơ trở lại vi trí ban đầu và 
dừng cho đến khi tấm thép tiếp theo được cho chạy trên băng tải. Chu trình 
làm việc được lặp lại. 
 73 
3.2 LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN. 
 Quá trình điều khiển cho IC - AT89S52 được viết bằng phần mềm 
KEIL-C-8.5 
#include 
#include 
sbit M1=P1^3;//cuon day so 1 cua dong co buoc 
sbit M2=P1^4;//cuon day so 2 cua dong co buoc 
sbit M3=P1^5;//cuon day so 3 cua dong co buoc 
sbit M4=P1^6;//cuon day so 4 cua dong co buoc 
sbit M=P1^0 ; 
sbit qtrai1=P2^0;//chan dieu khien motor ben trai quay theo chieu mo ra 
sbit qtrai2=P2^1;//chan dieu khien motor ben trai quay theo chieu khep vao 
sbit qphai1=P2^2;//chan dieu khien motor ben phai quay theo chieu mo ra 
sbit qphai2=P2^3;//chan dieu khien motor ben phai quay theo chieu khep vao 
sbit qtren1=P2^4;//chan dieu khien motor ben tren quay theo chieu mo ra 
sbit qtren2=P2^5;//chan dieu khien motor ben tren quay theo chieu khep vao 
sbit xung=P1^0; //chan bam xung cap xung chung cho 3 motor dieu khien 
can gat 
sbit kiem_tra=P3^3; 
sbit ctrai=P0^0; //noi voi cam bien vi ben trai 
sbit cphai=P0^1; //noi voi cam bien vi ben phai 
sbit ctren=P0^2; //noi voi cam bien vi ben tren 
sbit nhan=P0^5; //chan doc muc logic tu mat nhan 
sbit quay=P1^1;//dieu khien 3 mo tor quay choi 
bit dem,dung_quay_tren; 
sbit led=P2^7; //led bao co vat trong pham vi quet 
void delay() 
{unsigned int i; 
 for(i=0;i<30000;i++); 
 74 
} 
unsigned char n,m,dem_quay_tren; 
unsigned int dem_tre,nhan0,nhan1; 
 void main() 
 { 
 IE=0X8A; //su dung ngat 2 timer T0,T1 
 TMOD=0X11;//2 timere che do 1 
 TH1=TL1=0; 
 TH1=0;//thoi gian nap lai cua timer 1 la 65,535ms 
 TH0=-50//thoi gian nap lai cua timer 1 la 12,8ms 
 TR1=TR0=1;//bat 2 timer 
 qtren1=qtrai1=qphai1=0; //ban dau mo cac can gat 
 qtren2=qtrai2=qphai2=1; 
 M1=M2=M3=M4=0;//tat dien cac cuon day cua dong co buoc 
 quay=0; //tat dien tai cac dong co quay choi 
 while(1) ; //khong lam gi ca 
 } 
 void ngat_T1(void) interrupt 3 //khi ngat timer 1 xay ra(lap lai lien tuc voi 
chu ki 65,536ms) 
 { 
 if(nhan==1) nhan0++;//neu doc chan tin hieu tu mat thu hong ngoai phai 
hien vat la 1 thi tang gia tri bien nhan0 
 //vi phai doc nhieu lan trong mot khoang thoi gian de chong nhieu 
 if(nhan==0) nhan1++;//neu doc chan tin hieu tu mat thu hong ngoai phai 
hien vat la 0 thi tang gia tri bien nhan1 
 //vi phai doc nhieu lan trong mot khoang thoi gian de chong nhieu 
 if(nhan0==50) //neu doc du 50 lan 
 { 
 led=0; dem=1; //bat led bao,cat dau cho phep dem 
 75 
 qtrai1=qphai1=1; 
 qtrai2=qphai2=0;//bat 2 motor quay can gat khep vao 
 nhan0=nhan1=0; //reset 2 bien xac nhan 
 } 
 if(dem==1) dem_tre++; //khi dat bat bien dem ta dung bien dem_tre de xac 
dinh thoi gian tuong doi 
 //dua vao so la tran cua timer 
 if(dem_tre==180) //180 lan tran sau khi bat bien dem(thoi gia khoang 
180*65,536ms=11.7 giay) 
 quay=1; //luc do bat motor quay choi 
 if(dem_tre==250) //250 lan tran sau khi bat bien dem(thoi gia khoang 
180*65,536ms=11.7 giay) 
 { 
 dem_tre=0; //reset bien dem_tre de phuc vu lan quet tiep theo 
 qtren1=1; 
 qtren2=0; //bat motor motor phia tren ep xuong 
 dem=0; //reset bien dem 
 } 
 if(nhan1==220)//khoang thoi gian 220 lan tran timer 1 khi khong con vat 
chan mat thu phat 
 { 
 led=1; //tat led bao co vat tren bang tai 
 qtrai2=qphai2=1; 
 qtrai1=qphai1=0; //bat motor mo can gat quay ra 
 } 
 if(nhan1==300)//khoang thoi gian 220 lan tran timer 1 khi khong con vat 
chan mat thu phat 
 76 
 {nhan1=nhan0=0;//reset 2 bien dem de phuc vu vho lan quet sau 
 qtren2=1; 
 qtren1=0; //dieu khien motor phia tren quya choi quet len 
 quay=0; //bat motor quay choi quet 
 } 
 if(ctrai==0) qtrai1=1; //neu cam bien gioi han co tin nhieu thi dieu 
khien motor quay can gat trai ngung quay 
 if(cphai==0) qphai1=1;//neu cam bien gioi han co tin nhieu thi dieu 
khien motor quay can gat trai ngung quay 
 //phan phia duoi nay la dieu khien dung motor quay can gat phia tren 
theo nguyen tac tre 
 if(qtren1==0) dung_quay_tren=1; //khi bat dau bat motor quay can 
gat len tren thi cung bat bien dung_quay tren 
 if(dung_quay_tren==1)//moi la tran timmer neu bien nay duo cbat thi 
tang gia tri bien dem_quay_tren 
 dem_quay_tren++; 
 if(dem_quay_tren==60)//60 lan tran timer ke tu khi bat motor quay can 
gat len tren 
 { 
 dem_quay_tren=0; //reset bien dem_quay_tren 
 dung_quay_tren=0; //reset bien dung_quay_tren 
 qtren1=1; //tat motor quay can gat tren 
 } 
 } 
void ngat_T0(void) interrupt 1 
 { 
 TH0=-50;//thoi gai trn cua timer 0 la 12.8 ms 
 n++;m++; //2 bien n va m xac dinh so lan tran timer 0 
 77 
 if(qtrai1==0||qphai1==0)//neu dang bat 2 role quay can gat trai phai ra ngoai 
thi 
 { 
 if(m==1) xung=1; 
 if(m==15)xung=0; //tao ra xung voi do rong xung la 15/25 voi chu ki 
12.8*25 ms = 320ms 
 } 
 else 
 { 
 if(m==1) xung=1; //neu khong phai nhu vay thi 
 if(m==3) xung=0; //tao ra xung voi do rong xung la 2/25 voi chu ki 12.8*25 
ms = 320ms 
 } 
 if(m==25) m=0; 
 //cung cap xung lan luot cho cac cuon day cua dong co buoc 
 //voi thoi gian cao dien la 2*12.8=15.6ms 
 if(n==2) {M1=1;M4=0;} //cap dien cho cuon thu nhat,tat dien cuon thu 
tu 
 if(n==4) {M2=1;M1=0;} //cap dien cho cuon thu hai,tat dien cuon thu 
nhat 
 if(n==6) {M3=1;M2=0;} //cap dien cho cuon thu ba,tat dien cuon thu 
hai 
 if(n==8) {M4=1;M3=0;n=0;} //cap dien cho cuon thu tu,tat dien cuon thu ba 
 } 
 78 
Hình 3.14: Mạch điều khiển 
Hình 3.15: Mô hình hoàn thiện. 
 79 
KẾT LUẬN 
 Sau quá trình tìm hiểu và nhờ sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của 
GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn và Th.S Bùi Quốc Khánh cùng các thầy cô giáo 
trong khoa Điện – Điện tử cùng với sự cố gắng của bản thân. Trong đồ án em 
đã giải quyết được: 
 Đã tìm hiểu được về dây truyền sơ chế tôn để đánh giá được tầm quan 
trọng của việc xử lý làm sạch tôn trong ngành đóng tàu, qua đó em đã hiểu 
được cấu tạo nguyên lý hoạt động của dây truyền, quy trình về công nghệ làm 
sạch tôn đối với công ty đóng tàu. 
 Đã đi sâu tìm hiểu và xây dựng hệ thống mô hình sơ chế tôn đơn giản. 
 Tuy vậy nhưng em vẫn còn nhiều thiếu sót chưa giải quyết được do 
thời gian và trình độ có hạn nên em kính mong được sự góp ý bổ xung của 
các thầy giáo, cô giáo và các bạn sinh viên để bản đồ án của em được hoàn 
thiện hơn. 
 Sinh viên thực hiện 
 Nguyễn Tiến Lâm 
 80 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
 1. GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn (2005), Máy điện. Nhà xuất bản xây 
dựng Hà Nội. 
 2. GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn (2000), Điều khiển hệ thống truyền 
động điện , Đại Học Hàng Hải. 
 3. Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Mạnh Tiến, Đoàn Quang Vinh (2004), 
điều khiển động cơ xoay chiều cấp từ bộ biến tần, nhà xuất bản khoa học kỹ 
thuật Hà Nội. 
 4. Trần Trọng Minh (2006), giáo trình điện tử công suất. Nhà xuất bản 
giáo dục. 
 5. Nguyễn Mạnh Tiến – Vũ Quang Hồi (2003), Trang bị điện – điện tử 
máy gia công kim loại, Nhà xuất bản giao dục. 
6. Nguyễn Bính (2000), Điện tử công suất, Nhà xuất bản khoa học kỹ 
thuật . 
 81 
MỤC LỤC 
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................. 1 
CHƢƠNG 1. ................................................................................................... 11 
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM SẠCH TÔN ĐÓNG TÀU ......... 11 
1.1. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ LÀM 
SẠCH TÔN ĐÓNG TÀU. ............................................................................ 11 
1.2. TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC SỬ LÝ LÀM SẠCH THÉP 
TRONG NGÀNH ĐÓNG TÀU. ................................................................... 13 
1.3 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TỔNG THỂ CỦA DÂY TRUYỀN SƠ CHẾ 
TÔN ................................................................................................................ 16 
CHƢƠNG 2. ................................................................................................... 18 
TRANG BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ SƠ CHẾ 
TÔN ................................................................................................................ 18 
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG. ........................................................................... 18 
2.2 MỤC ĐÍCH. ............................................................................................. 19 
2.3 CẤU TẠO DÂY TRUYỀN. .................................................................... 19 
2.4. BUỒNG LÀM SẠCH ............................................................................. 32 
CHƢƠNG 3 .................................................................................................... 63 
XÂY DỰNG MÔ HÌNH CHO DÂY CHUYỀN LÀM SẠCH TÔN ......... 63 
3.1. SƠ ĐỒ CHỨC NĂNG CỦA DÂY CHUYỀN. ..................................... 63 
3.2 LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN. ................................................... 73 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 80