(NB) Giáo trình Điều khiển khí nén I với mục tiêu giúp các bạn có thể thiết lập được sơ đồ hệ thống điều khiển truyền động khí nén theo yêu cầu đặt ra cho những thiết bị công nghệ đơn giản, điển hình; Lựa chọn, kiểm tra chức năng, lắp ráp và hiệu chỉnh được các phần tử khí nén cho sơ đồ hệ thống đã thiết lập. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 1 dưới đây.
ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯƠNG VĂN HỢI (Chủ biên) TRỊNH THỊ HẠNH – TẠ VĂN BẰNG GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN I Nghề: Cơ điện tử Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Mức độ tự động hóa thiết bị, chất lượng chế tạo cao, độ xác cao, độ tin cậy lớn máy cụm kết cầu dùng truyền động khí – khí nén – điện Thông tin chuyền tải dạng lượng phải tín hiệu tương tự, nhị phân tín hiệu số, xử lý với vận tốc nhanh Giáo trình mơ đun Điều khiển khí nén đóng góp phần bổ sung kiến thức điều khiển tự động hóa Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Cơ điện tử cơng nghiệp trình độ CĐN TCN, giáo trình mơ đun Điều khiển khí nén giáo trình đào tạo chun ngành tự động hóa cơng nghiệp biên soạn theo nội dung chương trình khung, chương trình dạy nghề Bộ Lao động -Thương binh Xã hội Tổng cục dạy nghề phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với Nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao Tuy nhiên, theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trường có thề sử dụng cho phù hợp Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn chỉnh hoàn thiện sau thời gian sử dụng Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2019 Chủ biên: Trương Văn Hợi MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN I Chương Khái niệm khí nén, ứng dụng khí nén 1.1 Khái niệm chung 1.2 Khả ứng dụng khí nén Chương 11 Máy nén khí thiết bị xử lý khí nén 11 2.1 Máy nén khí 11 2.2 Thiết bị xử lý khí nén 12 Chương 13 Thiết bị phân phối cấu chấp hành 13 3.1 Thiết bị phân phối khí nén 13 3.2 Cơ cấu chấp hành 17 Chương 25 Các phần tử hệ thống khí nén 25 4.1 Khái niệm 25 4.2 Van đảo chiều 26 4.3 Van chắn 26 4.4 Van tiết lưu 26 4.5 Van áp suất 26 4.6 Van điều chỉnh thời gian 28 4.7 Van chân không 30 4.8 Cảm biến 31 4.9 Phần tử khuếch đại 37 4.10 Phần tử chuyển đổi tín hiệu 37 Chương 41 Cơ sở lý thuyết điều khiển khí nén 41 5.1 Khái niệm điều khiển 41 5.2 Các phần tử logic 43 5.3 Lý thuyết đại số Boole 46 5.4 Biểu diễn phần tử logic khí nén 49 Chương 59 Thiết kế hệ thống điều khiển Điện - khí nén 59 6.1 Biểu diễn chức trình điều khiển 59 6.2 Phân loại phương pháp điều khiển 68 6.3 Các phần tử điện - khí nén 73 6.4 Thiết kế mạch điều khiển điện – khí nén 80 6.5 Mạch tổng hợp dịch chuyển theo nhịp 89 6.6 Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo biểu đồ Karnaugh 91 6.7 Một số mạch ứng dụng điều khiển theo tầng 97 TÀI LIỆU THAM KHAO 104 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN I Tên mơ đun: Điều khiển khí nén I Mã số mô đun: MĐ 34 Thời gian mô đun: 60 (LT: 12 giờ; TH/TT/TN/BT/TL: 48 giờ) I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN - Trước học mơ đun sinh viên phải hồn thành: MH 07; MH 08; MH 09; MH 10; MH 11, MĐ 12, MĐ 13, MĐ 14 MĐ 15 - Tính chất: Là mơ đun bắt buộc chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử II MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN - Thiết lập sơ đồ hệ thống điều khiển truyền động khí nén theo yêu cầu đặt cho thiết bị cơng nghệ đơn giản, điển hình - Lựa chọn, kiểm tra chức năng, lắp ráp hiệu chỉnh phần tử khí nén cho sơ đồ hệ thống thiết lập - Chạy thử, vận hành kiểm tra hệ thống điều khiển khí nén - Phát khắc phục lỗi thông thường hệ thống - Thực quy tắc an toàn vận hành, bảo dưỡng thiết bị hệ thống truyền động khí nén - Chủ động, sáng tạo an toàn thực hành III NỘI DUNG MƠ ĐUN Tên mơ đun Số TT Thời gian Tổng số Khái niệm khí nén, ứng dụng khí nén Đơn vị đo hệ thống điều khiển Cơ sở tính tốn Các loại máy nén khí, phạm vi ứng dụng Thực hành/thực Lý tập/thí Kiểm thuyết nghiệm/bài tra tập/thảo luận 4 Thiết bị xử lý, phân phối khí nén Các phần tử khí nén 24 19 Thiết kế lắp đặt hệ thống điều 12 khiển khí nén ứng dụng 9 1 Van đảo chiều Van chặn Van tiết lưu Van áp suất Van lô gic Rơ le áp suất Van điều chỉnh thời gian Van chân không Cơ cấu chấp hành 10 Cấu trúc hệ thống điều khiển 11 Nguyên lý thiết kế hệ thống điều khiển 12 Biểu đồ trạng thái 13 Sơ đồ chức 14 Kiểm tra lý thuyết thực hành Phân loại phương pháp điều khiển Sơ đồ chức Biểu đồ trạng thái Vẽ mạch điều khiển Sử dụng phần mềm Festo Fluidsim để thiết kế mạch điều khiển khí nén Kiểm tra lý thuyết thực hành Lắp đặt, vận hành kiểm tra hệ 12 thống khí nén Điều khiển xy lanh Điều khiển hai xy lanh Điều khiển xy lanh kết hợp với tay quay 3.1 Điều khiển hệ thống van 3/2 điều khiển tay 3.2 Điều khiển hệ thống van 3/2 điều khiển khí 3.3 Điều khiển hệ thống van rơ le áp suất 3.4 Điều khiển hệ thống với hàm AND, OR 3.5 Điều khiển trạm phân phối làm việc chu trình 3.6 Điều khiển trạm phân phối làm việc lớn chu trình Tìm sửa lỗi hệ thống điều khiển khí nén 12 44 Phương pháp tìm sửa lỗi Các tập thực hành sửa lỗi 2.1 Lỗi phần khí nén tồn hệ thống 2.2 Lỗi tạo từ việc lắp sai 2.3 Lỗi xuất trình vận hành Kiểm tra lý thuyết thực hành Cộng 60 Chương Khái niệm khí nén, ứng dụng khí nén Mục tiêu: Trình bày đơn vị đo đại lượng bản: áp suất, lưu lượng, thể tích, cơng suất Xác định loại tổn thất hệ thống thuỷ lực Trình bày yêu cầu dầu dùng hệ thống điều khiển thủy lực Chủ động, sáng tạo an tồn q trình học tập 1.1 Khái niệm chung 1.1.1 Khái niệm Ứng dụng khí nén trước công nguyên Ví dụ: nhà triết học người Hi Lạp Ktesibios (năm 140, trước Công nguyên) học trò ông Heron (năm 100, trước Công nguyên) chế tạo thiết bị bắn tên hay ném đá khí nén (hình l.l) Dây cung căng áp suất khí xilanh thơng qua đòn bẩy nối với Piston xilanh Khi bng dây cung ra, áp suất khơng khí nén làm tăng vận tốc bay mũi tên Sau số phát minh sáng chế Klesibios Heron như: thiết bị đóng, mở cửa khí nén; Bơm súng phun lửa cũng sáng chế thời kỳ Khái niệm ''Pneumatica'' cũng dùng thập kỷ Từ "Pneumatic" xuất phát từ tiếng cổ Hy Lạp có nghĩa "gió", "hơi thở", còn triết học có nghĩa "linh hồn" Thuật ngữ "Pneuma" để ngành khoa học khí động học tượng liên quan đúc kết Tuy nhiên phát triển khoa học kĩ thuật thời khơng đồng bộ, kết hợp kiến thức học, vật lí, vật liệu còn thiếu, phạm vi ứng dụng khí nén còn hạn chế Mãi kỷ 17, kĩ sư chế tạo người Đức Otto von Guerike (1602-1686), nhà toán học triết học người Pháp Blaise Pascal (1623-1662), cũng nhà vật lí người Pháp Denis Papin (16471712) xây dựng nên tảng ứng dụng khí nén Trong kỷ 19, máy móc thiết bị sử dụng lượng khí nén phát minh, như: thư vận chuyển ống khí nén (1835) Josef Ritter (Austria), phanh khí nén (1880), búa tán đinh khí nén (1861) Trong lĩnh vực xây dựng đường hầm xuyên dãy núi Alpes Thụy Sĩ (1857) lần người ta sử dụng khí nén với công suất lớn Vào năm 70 kỷ 19 xuất Pari trung tâm sử dụng lượng khí nén lớn với cơng suất 7350kW Khí nén vận chuyển tới nơi tiêu thụ đường ống với đường kính 500 mm dài nhiều km Tại khí nén nung nóng lên nhiệt độ từ 500 C đến 1500 C để tăng công suất truyền động động cơ, thiết bị búa Với phát triển mạnh mẽ lượng điện, vai trò sử dụng lượng khí nén bị giảm dần Tuy nhiên việc sử dụng lượng khí nén vẫn đóng vai trò cốt yếu lĩnh vực, mà sử dụng lượng điện nguy hiểm, sử dụng lượng khí nén dụng cụ nhỏ, truyền động với vận tốc lớn, sử dụng lượng khí nén thiết bị búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh nhiều dụng cụ, đồ gá kẹp chặt máy Thời gian sau chiến tranh Thế giới thứ 2, việc ứng dụng lượng khí nén kĩ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ Với dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén sáng chế ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, kết hợp khí nén với điện-điện tử nhân tố định cho phát triển kĩ thuật điều khiển tương lai Hãng FESTO (Đức) có chương trình phát triển hệ thống điều khiển khí nén đa dạng, phục vụ cho công nghiệp, mà còn phục vụ cho phát triển phương tiện dạy học (Didactic) 1.2 Khả ứng dụng khí nén 1.2.1 Ưu nhược điểm hệ thống truyền động khí nén Ưu điểm Do khả chịu nén (đàn hồi) lớn khơng khí, trích chứa khí nén cách thuận lợi Như có khả thành lập trạm trích chứa khí nén Có khả truyền tải lượng xa, có độ nhớt động học khí nén nhỏ tỏn thất áp suất đườn dẫn Đường dãn khí nén khơng cần thiết thải ngồi khơng khí Chi phí thấp để thiết lập hệ thống truyền động khí nén Hệ thống phòng ngừa áp suất đảm bảo Nhược điểm Lực truyền trọng tải thấp Không thể thực truyền động thẳng quay tải trọng hệ thay đổi, vận tốc cũng thay đổi khả đàn hồi khí nén lớn Dòng khí nén đường ống dẫn gây tiếng ồn 1.2.2 Một số đặc điểm hệ thống truyền động khí nén Độ an tồn q tải Khi hệ đạt áp suất làm việc tới hạn truyền động vẫn an tồn, khơng có cố, hư hỏng xảy Truyền động điện – (-): truyền động khí nén Truyền động thuỷ lực (=): Bằng truyền động khí nén Truyền động (-) : truyền động khí nén Sự truyền tải lượng Tổn thất thấp giá đầu tư cho mạng truyền tải khí nén tương đối thấp Truyền tải lượng điện (+): Thích hợp truyền động khí nén Truyền tải thuỷ lực (-): Ít so với truyền động khí nén Truyền tải ( - ): Ít so với truyền động khí nén Tuổi thọ bảo dưỡng Hệ thống truyền động khí nén hoạt động tốt, mạng đạt tới áp suất tới hạn không gây ảnh hưởng với môi trường Tuy nhiên hệ thống đòi hỏi cao vấn đề lọc chất bẩn khơng khí hệ thống Hệ thống điện – (-/+), hệ thống (-), hệ thống thủy lực (=), hệ thống điện (-) Khả thay phần tử , thiết bị Trong hệ thống truyền động khí nén , khả thay phần tử dẽ dàng Điều khiển điện (+), hệ thống điều khiển (-), hệ thống điều khiển thủy lực (=) Vận tốc truyền động 4.2 Van đảo chiều 4.3 Van chắn 4.4 Van tiết lưu 4.5 Van áp suất 4.5.1 Van an tồn Van an tồn có nhiệm vụ giữ áp suất lớn hệ thống tải Khi áp suất lớn giá trị cho phép hệ thống, dòng áp suất khí nén (chất lỏng) thắng sức căng lò xo tự xả đảm bảo an toàn cho hệ thống Hình 4.29 Van an toàn 4.5.2 Van tràn Nguyên tắc hoạt động van tràn tương tự van an toàn khác chỗ áp suất cửa P đạt giá trị xác định cửa P nối với cửa A nối với hệ thống điều khiển Hình 4.30 Ký hiệu van tràn 4.5.3 Van điều chỉnh áp suất Van điều chỉnh áp suất có cơng dụng giữ cho áp suất không đổi co thay đổi bất thường tải trọng làm việc phía đường dao động áp suất đường vào van Nguyên tắc hoạt động van điều chỉnh áp suất sau (Hình4.30): điều chỉnh trục vít, tức điều chỉnh vị trí đĩa van, trường hợp áp suất đường tăng lên so với áp suất điều chỉnh, khí nén qua lỗ thơng tác dụng lên màng, vị trí kim van thay đổi, khí 26 nén qua lỗ xả khí ngồi Đến áp suất đường giảm xuống với áp suất điều chỉnh, kim van trở vị trí ban đầu Hình 4.31 Nguyên lý hoạt động của van điều chỉnh áp suất ký hiệu 4.5.4 Rơle áp suất Rơle áp suất có nhiệm vụ đóng mở công tắc điện, áp suất hệ thống vượt mức yêu cầu Trong hệ thống điều khiển điện – khí nén, rơle áp suất coi phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén – điện Cơng tắc điện đóng, mở tương ứng với giá trị áp suất khác điều chỉnh vít Hình 4.32: Rơle áp suất Ví dụ: Mạch điều khiển với rơle áp lực 27 4.6 Van điều chỉnh thời gian 4.6.1 Rơle thời gian đóng chậm Rơle thời gian đóng chậm gồm cụm phần tử: van tiết lưu chiều điều chỉnh tay, bình trích chứa, van đảo chiều 3/2 vị trí “khơng” cửa P bị chặn Hình 4.33 Rơle thời gian đóng chậm Nguyên lý hoạt động: Nguồn khí nén cung cấp cho van qua cửa (P) Dòng khí điều khiển qua cửa vào 12 (Z) qua van tiết lưu chiều, tùy theo điều chỉnh vít tiết lưu mà làm tăng thêm hay giảm bớt lượng khí vào bình chứa nhỏ Khi áp suất điều khiển bình chứa đạt đủ độ lớn cần thiết tác động đẩy trượt xuống làm đóng kín liên thơng từ (A) đến (R) Lúc bề mặt tựa van mở khí nén từ (P) sang (A) Khoảng thời gian cần để thiết lập áp suất bình chứa có tác dụng làm chậm trễ 28 điều khiển van phân phối 3/2 Bộ làm trễ bắt đầu lại vị trí ban đầu cửa điều khiển 12 (Z) trở thành cửa khí, khí nén từ bình chứa cách tự qua van tiết lưu chiều đường van 3/2 lại có tín hiệu Lực lò xo đẩy trượt lên đóng kín cửa (P), nối (A) với (R) 4.6.2 Rơle thời gian ngắt chậm Rơle thời gian đóng chậm, nguyên lý, cấu tạo cũng tương tự rơle thời gian đóng chậm, van chiều có chiều ngược lại Hình 4.34 Rơle thời gian ngắt chậm 29 4.7 Van chân không Van chân không cấu có nhiệm vụ hút giữ chi tiết lực hút chân không Chân không tạo bơm chân không hay nguyên lý ống Ventury Khí nén với áp suất p khoảng 1,5 – 10 bar qua ống Ventury theo cửa R ngồi Tại phần cuối ống Ventury chân không thành Như cửa nối U tạo chân không Cửa U nối với đĩa hút (thường chế tạo theo dạng đĩa tròn với vật liệu cao su hay vật liệu tổng hợp) Áp suất chân khơng cửa U đạt đến 0,7 bar phụ thuộc vào áp suất p dòng khí nén Hình 4.35 Van chân khơng có bình trích chứa 30 4.8 Cảm biến Cảm biến phận chuyển đổi tín hiệu, chuyển đổi tín hiệu khác (áp suất, nhiệt độ, ánh sáng, mùi vị ) thành tín hiệu điện Sự chuyển đổi thực thơng qua tín hiệu số, tín hiệu tương tự tín hiệu nhị phân Cảm biến tương tự (Analog): Cảm biến tương tự đo đại lượng vật lý chuyển đổi đại lượng tác dụng hiệu ứng vật lý thành đại lượng điện tương ứng Người ta sử dụng hiệu ứng vật lý vào mục đích đo đạc Nhiệt độ, ánh sáng, lực tác động chuyển động tạo hiệu điện thế, ta sử dụng thiết bị chuyển đổi biến trở phù hợp Tín hiệu đầu phụ thuộc vào cấu tạo cảm biến với hiệu điện từ 0V đến 10V cường độ dòng điện từ 0mA đến 20mA Hình 4.36 Tín hiệu tuơng tự Cảm biến số (Digital): Cảm biến số giá trị đo chuyển đỏi thành dãy số xếp lớp xếp số thứ tự Một tín hiệu số (khơng xếp lớp) đuợc chuyển thành dãy số (gọi số hóa) Các hệ thống đo đường góc quay ngành công nghiệp thường dùng cảm biến số Một ứng dụng rộng rãi máy CNC Hình 4.37 Tín hiệu sớ 31 Cảm biến nhị phân: Cảm biến nhị phân chuyển đổi đại lượng vật lý thành tín hiệu nhị phân tương ứng Việc mạch đóng hay ngắt mà cảm biến đưa tín hiệu thiết bị báo nhiệt độ lò nướng dùng đèn báo Cảm biến dùng trường hợp kết cấu lưỡng kim Tấm lưỡng kim cong theo thay đổi nhiệt độ mở mạch nhiệt độ đạt đến giá trị Khi nhiệt độ giảm xuống lưỡng kim đóng mạch lại 4.8.1 Cơng tắc hành trình điện – Cơng tắc hành trình điện dùng để xác định vị trí cấu chấp hành vị trí phơi liệu Hình 4.38 Cơng tắc hành trình điện – 1– Chốt dẫn hướng – Đòn mở – Vỏ 4, 5, – Lò xo 7, – Tiếp điểm tĩnh – Tiếp điểm động Nguyên lý hoạt động công tắc hành trình điện - biểu diễn: Khi lăn chạm vào cữ hành trình, tiếp điểm 1à nối với 4.8.2 Cảm biến hành trình nam châm Cảm biến hành trình nam châm thuộc loại cơng tắc hành trình khơng tiếp xúc Cấu tạo cảm biến bao gồm cặp tiếp điểm lưỡi gà đặt buồng chân không Một nam châm gắn Piston tác động làm cho tiếp điểm đóng Piston dịch chuyển tới gần cảm biến 32 Hình 4.39 Cảm biến hành trình nam châm a) Sơ đồ cấu tạo b) Sơ đồ bố trí chung c) Sơ đồ nguyên lý d) Kí hiệu 4.8.3 Cảm biến điện từ Nguyên tắc hoạt động cảm biến cảm ứng từ biểu diễn hình Bộ tạo dao động phát tần số cao Khi có vật cản kim loại nằm vùng cảm ứng từ từ trường, kim loại hình thành dòng điện xoáy Như lượng dao động giảm dòng điện xoáy tăng, vật cản cũng gần cuộn cảm ứng Qua biên độ giao động dao động giảm Qua so đảo, tín hiệu khuếch đại chuyển thành tín hiệu mạch Hình 4.40 Cảm biến điện từ 33 4.8.4 Cảm biến điện dung Nguyên tắc hoạt động cảm biến điện dung biểu diễn sau: Bộ tạo dao động phát tần số cao Khi có vật cản kim loại phi kim loại nằm vùng đường sức điện trường, điện dung tụ điện thay đổi Như tần số riêng giao động Qua so đảo, tín hiệu khuếch đại Trong trường hợp tín hiệu tín hiệu nhị phân, mạch đảo đảm nhận nhiệm vụ Hình 4.41 Cảm biến điện dung 4.8.5 Cảm biến quang điện Với cảm biến quang bao gồm nguồn phát nhận tín hiệu ánh sáng Bộ phận phát phát tia hồng ngoại Điốt phát quang, gặp vật chắn tia hồng ngoại phản hồi lại vào nhận Như phận nhận tia hồng ngoại phản hồi xử lý mạch cho tín hiệu sau khuếch đại Hình 4.42 Cảm biến quang điện Tùy theo việc bố trí, xếp phận phát phận nhận tín hiệu, người ta phân cảm biến quang thành loại sau: Phương pháp cản ánh sáng chiều: Ánh sáng phát từ phát sáng “S” nhận nhận “E” Khi có vật cản chắn nguồn sáng tạo biến đổi tín hiệu, vật cản vật cản ánh sáng, khơng phải vật suốt 34 Hình 4.43 Cảm biến quang điện cản ánh sáng chiều Phương pháp phản quang khơng có phản chiếu: Nguồn phát sáng nhận tín hiệu lắp chung vỏ hộp Khi có vật thể cắt ngang nguồn sáng phản chiếu ánh sáng ngược lại vào nhận ánh sáng ánh sáng phản chiếu phụ thuộc vào mầu sắc, cấu tạo bề mặt vật chắn góc phản chiếu Nếu tín hiệu ánh sáng nhận vượt qua giá trị định đầu có tín hiệu Hình 4.44 Cảm biến quang điện không có phận phản chiếu 4.8.6 Cảm biến áp suất Có số loại cảm biến áp suất sau: Cảm biến áp suất với tiếp điểm khí, tín hiệu tín hiệu nhị phân Cảm biến áp suất với cảm biến điện tử, tín hiệu tín hiệu nhị phân Cảm biến áp suất điện tử, tín hiệu tín hiệu tương tự Cảm biến khí: Với loại cảm biến này, áp suất tác dụng lên bề mặt Nếu lực đẩy áp suất thắng sức căng lò xo Piston dịch chuyển tác động vào làm tiếp điểm hoạt động Hình 4.45 Cảm biến áp suất loại khí 4.8.7 Đấu nối cảm biến Cảm biến hai chân 35 Các cảm biến chân sử dụng dòng điện chiều nối trực tiếp với tải nên cần hai chân nối Tùy trường hợp mà đầu cảm biến đấu nối khác (hình dưới) Hình 4.46 Đấu dây cảm biến chân Cảm biến ba chân Cảm biến ba chân có hai chân nối với nguồn điện (cực dương cực âm) Chân mầu nâu nối với dương nguồn (+), chân mầu xanh nối với âm nguồn ( - ), dây còn lại có mầu đen dây tín hiệu cảm biến Cực âm nối với đèn LED trước nối với âm nguồn Hình 4.47 Đấu dây cảm biến chân Cảm biến có tín hiệu dương (PNP) Ở cảm biến dùng nguồn điện chiều DC có đầu PNP thì: Đầu dây cực BN nối với nơi có điện cao (dương nguồn), cực BU nối với nơi có điện thấp (âm nguồn), Cực tín hiệu BK nối thiết bị sau nối với nơi có điện thấp (âm nguồn hình a) Cảm biến có tín hiệu âm (NPN) Cực BN nối với dương nguồn, Cực BU nối với âm nguồn, còn cực BK nối với rơle K1 K1 nối với dương nguồn (hình b) 36 Hình 4.48 Đấu dây cảm biến chân PNP NPN a Cảm biến PNP b Cảm biến NPN 4.9 Phần tử khuếch đại Phần tử khuếch đại phần tử tác động tín hiệu điều khiển gián tiếp lên nòng van đảo chiều (hình 4.49) Khi có tín hiệu áp suất điều khiển thấp X có giá trị 0,1 đến 0,3 bar tác động lên màng (phần tử khuếch đại), cửa áp suất nguồn p = bar nối với cửa A Như coi phần tử khuếch đại từ giá trị 0,1 – 0,3 bar lên giá trị bar Hình 4.49 Phần tử khuếch đại màng 4.10 Phần tử chuyển đổi tín hiệu Trong kỹ thuật đo lường điều khiển, phần tử chuyển đổi tín hiệu sử dụng rộng rãi Nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu biến đổi vào xử lý từ xử lý thành tín hiệu điều khiển 4.10.1 Phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén – điện Cấu tạo Áp suất p để đóng mở cơng tắc điện tiêu ch̉n theo hãng sản xuất 37 Hình 4.50 Phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén – điện (rơle áp suất) Nguyên lý hoạt động (hình 4.51) Khi lò xo (1) điều chỉnh với áp suất điều khiển (P 1) tác động lên ống lượn sóng (2), làm thay đổi khoảng cách của mặt đáy ống lượn sóng, mạch điện (3), điện dung hay điện trường thay đổi, tín hiệu điện (tín hiệu nhị phân hay tín hiệu tương tự) tạo Trong kỹ thuật điều khiển gọ phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén (áp suất dư) – điện Nếu có áp suất (P2) tác động, lực (P2) với lực ống lượn sóng (2) tác động ngược lại với lực áp suất (P1) lực lò xo (1), làm thay đổi khoảng cách mặt đáy ống lượn sóng Trong kỹ thuật điều khiển gọ phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén (độ chênh lệch áp suất) – điện Nếu (P2) nối với áp suất chân không, tác động lực lò xo (1) với lực ống lượn sóng (2) làm thay đổi khoảng cách mặt đáy ống lượn sóng Trong kỹ thuật điều khiển gọ phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén (áp suất chân không) – điện Thông số kỹ thuật loại FESTO – ARL – 2N – PEV Áp suất P1: 0,25/8 bar Áp suất P2: -0,2/ -8 bar ∆P: - 0,95/ bar Độ trẽ max:0,25 bar Tần số đóng, mở: 70 Hz Dòng điện: 400mA Hình 4.51 Phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén – điện Trong kỹ thuật điều khiển, tín hiệu điều khiển (áp suất chân khơng) tác động trực tiếp lên màng, để tiếp điểm điện đóng, mở (hình 4.52) 38 Hình 4.52 Phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén – điện a – Bằng tiếp điểm điện b – Bằng rơle điện Phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén – điện (tiếp điểm chuyển mạch) (hình 4.53) Dưới tác dụng tín hiệu áp suất điều khiển X lên màng (9), nòng van (4) dịch chuyển xuống, tiếp điểm (3) đóng Áp kế (8) hiển thị áp suất điều khiển đòn bẩy tác động tay (10) Hình 4.53 Phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén – điện (tiếp điểm chuyển mạch) Phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén – điện, kết hợp với phần tử khuếch đại (hình 4.54) Khi có tín hiệu điều khiển X, màng (8) chặn cửa (10), áp suất buồng (11) tăng lên tác động lên màng (9) đẩy nòng van (4) xuống tiếp điểm (3) đóng lại Hình 4.54 Phần tử chủn đởi tín hiệu khí nén – điện kết hợp với phần tử khuếch đại 39 4.10.2 Phần tử chuyển đổi tín hiệu điện – khí nén Nguyên tắc để chuyển đổi tín hiệu điện – khí nén nam châm điện (hình 4.55) Dòng điện vào cuộn dây (1), lõi từ (2) dịch chuyển phái trái Cửa (A) nối với cửa (P) (Phần lý thuyết điện trình bày chương VI) Hình 4.55 Nguyên lý tác động của nam châm điện CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP 4.1 Trình bày nguyên lý làm việc van đảo chiều, van tiết lưu van chắn, van áp suất, van điều chỉnh thời gian, van chân không? 4.2 Nêu cấu tạo cảm biển điện từ, cảm biến điện dung, cảm biến quang điện 4.3 Cho van có ký hiệu hình dưới, anh (chị) cho biết tên gọi van tương ứng với hình trình bày nguyên lý làm việc cảu van có hình a) e) b) f) c) g) 40 ... ứng dụng cơng nghiệp Biểu diễn qui trình cơng nghệ ? ?i? ??u khiển khí nén dạng biểu đồ trạng th? ?i Ứng dụng lắp ráp thành thạo mạch ? ?i? ??u khiển khí nén đơn giản v? ?i phần tử khí nén cơng nghiệp Chủ động,... 3/2 ? ?i? ??u khiển tay 3.2 ? ?i? ??u khiển hệ thống van 3/2 ? ?i? ??u khiển khí 3.3 ? ?i? ??u khiển hệ thống van rơ le áp suất 3.4 ? ?i? ??u khiển hệ thống v? ?i hàm AND, OR 3.5 ? ?i? ??u khiển trạm phân ph? ?i làm việc chu trình. .. Thiết kế hệ thống ? ?i? ??u khiển ? ?i? ??n - khí nén 59 6 .1 Biểu diễn chức trình ? ?i? ??u khiển 59 6.2 Phân lo? ?i phương pháp ? ?i? ??u khiển 68 6.3 Các phần tử ? ?i? ??n - khí nén 73 6.4 Thiết