Giáo trình Điều khiển điện khí nén (Nghề Điện công nghiệp CĐTC)

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN: ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN NGÀNH, NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số: 257 /QĐ-TCĐN-ĐT ngày 13 tháng năm 2017 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 LỜI NÓI ĐẦU Một vài năm gần đây, u cầu tự động hóa cơng nghiệp xã hội ngày tăng, trường đào tạo kỹ thuật có thêm ngành học với nhiều tên gọi khác như: Điều khiển tự động, Tự động hóa, Điều khiển học, … nhằm mục đích đào tạo cho xã hội kỹ sư, công nhân kỹ thuật để phục vụ quan, xí nghiệp trang bị hệ thống tự động điều khiển với qui mơ lớn đại Chương trình học trường chưa thống nhất, tài liệu, giáo trình tự động hóa chưa nhiều chưa hệ thống hóa Điều làm cho người dạy, người học thuộc lĩnh vực gặp nhiều khó khăn cần tham khảo nguyên cứu thêm “Giaùo trình Điều khiển Khí nén – Điện khí nén” biên soạn theo chương trình khung trình độ cao đẳng nghề Bộ Lao Động Thương Binh Xã Hội nhằm mục đích hỗ trợ cho việc dạy học môn chuyên ngành kỹ thuật trường Cao Đẳng Nghề Giao Thơng Vận Tải Trung Ương III Giáo trình đồng thời tài liệu nguyên cứu cán kỹ thuật, cơng nhân kỹ thuật có điều củng cố kiến thức chuyên ngành, tiếp cận nhanh với thiết bị tự động đại sử dụng ngày nhiều cơng nghiệp Trong q trình biên soạn, giới hạn thời gian trình độ chằc chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận góp ý, bổ sung quý độc giả đồng nghiệp Địa liên hệ: Trường Cao Đẳng Nghề Giao Thông Vận Tải Trung Ương III – Khoa Điện Công Nghiệp, số 73 Văn Cao – Phường Phú Thọ Hòa – Quận Tân Phú – TP Hồ Chí Minh -1- MỤC LỤC CHƯƠNG I: KHÍ NÉN Bài 1: KHÁI NIỆM KHÍ NÉN I Sự phát triển kỹ thuật khí nén II Những đặc trưng không khí nén III Đặc tính khí nén IV Các đại lượng vật lý V Khả ứng dụng khí nén VI Ưu nhược điểm hệ thống truyền động khí nén Trang 4 4 10 10 Bài 2: MÁY NÉN KHÍ I Hệ thống thiết bị phân phối khí nén II Máy nén khí III Bộ bảo dưỡng IV Thiết bị xử lý khí nén 12 12 12 15 19 Bài 3: CÁC PHẦN TỬ I Khái niệm II Van đảo chiều III Cơ cấu chấp hành IV Công tắc hành trình V Van tiết lưu VI Van thoát nhanh VII Van logic VIII Van áp suất IX Rơ le thời gian X Rơ le áp suất XI Các ký hiệu thường dùng khí nén XII Các ký hiệu biểu diễn đầu nối 21 21 21 23 26 27 29 29 31 31 34 36 41 Bài 4: PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH I Biểu đồ trạng thái (sơ đồ hành trình bước) II Phương pháp thiết kế theo chu trình III Phương pháp thiết kế theo tầng 44 44 45 48 Chương II: ĐIỆN KHÍ NÉN Bài 1: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN I Khái niệm trình điều khiển II Phần tử mạch logic III Lý thuyết đại số boole 56 56 56 57 60 -2- Bài 2: CÁC PHẦN TỬ ĐIỆN - KHÍ NÉN I Khái niệm II Nút nhấn III Van điện từ IV Relais V Công tắc hành trình VI Cảm biến (sensor) VII Relais thời gian VIII Công tắc áp suất 65 65 65 66 70 73 73 76 79 Bài 3: PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH I Phương pháp điều khiển theo nhịp II Phương pháp điều khiển theo tầng 82 82 86 Chương III: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ THỰC HÀNH VÀ CÁC BÀI THỰC HÀNH CƠ BẢN Phần I: CÁC BÀI THỰC HÀNH CƠ BẢN VỀ KHÍ NÉN Bài 1: Thiết bị phân loại Bài 2: Kiểm tra bưu phẩm Bài 3: Thiết bị dập tạo dáng Bài 4: Thiết bị cắt Bài 5: Điều khiển băng tải Bài 6: Máy công tác Bài 7: Trạm chuyển tiếp Bài 8: Máy hàn ống Phần II: CÁC BÀI THỰC HÀNH CƠ BẢN VỀ ĐIỆN - KHÍ NÉN Bài 1: Dụng cụ chà bóng Bài 2: Dụng cụ kẹp chi tiết Bài 3: Dụng cụ đóng dấu Bài 4: Dụng cụ cắt giấy Bài 5: Thiết bị xếp Bài 6: Bàn xoay Bài 7: Trạm chuyển hàng Bài 8: Thiết bị khoan chi tiết Bài 9: Thiết bị gia công chi tiết TÀI LIỆU THAM KHAÛO 90 91 91 93 95 97 99 101 103 106 109 109 111 114 118 121 124 127 130 134 138 -3- CHƯƠNG I: KHÍ NÉN Bài 1: KHÁI NIỆM KHÍ NÉN I Sự phát triển kỹ thuật khí nén - Như biết, không khí nén dạng lượng củ mà người sử dụng thay cho lực học - Từ hàng ngàn năm trước, không khí nén đến mức chảy Nó bốn phần tử thừa nhận người xưa Người ta sử dụng chúng cách có ý thức vô thức - Một bước hiểu biết việc ứng dụng kỹ thuật khí nén, có nghóa dùng không khí nén đến mức chảy để công tác Một người Hy lạp tên KTESIBIOS, cách 2000 năm, chế tạo máy bắn đá khí nén Một sách ghi lại việc sử dụng không khí nén nguồn lượng vào ngày công nguyên Nó mô tả lại phận điều khiển không khí nóng - Từ "Pneuma" từ cổ Hy lạp có nghóa gió, thở Triết học có nghóa linh hồn - "Pneumatic" cách miêu tả từ "Pneuma" Đó ngành khoa học khí động lực học tượng liên quan đúc kết - Sự hiểu biết nhân loại khoa học khí nén từ kỷ đầu, song phải chờ đến kỷ nghiên cứu có hệ thống Từ kỹ thuật khí nén thực vào ngành công nghiệp - Điều đáng quan tâm không khí nén áp dụng rộng rãi lónh vực quan trọng, ví dụ công nghiệp khai thác quặng mỏ, đường sắt, dệt, công nghiệp thực phẩm,… - Mặc dù ban đầu có nhiều thiếu sót bổ sung thường xuyên tri thức, kinh nghiệm thực tế nên áp dụng kỹ thuật khí nén phát triển ngày mạnh - Ngày không khí nén dùng rộng rải nhà máy đại, bố trí thành hệ thống nguồn cung cấp hệ thống điện II/ Những đặc trưng không khí nén - Có thể người ta ngạc nhiên tiến vượt bậc lónh vực khí nén với thời gian ngắn - Điều tự hiểu kiện mà ta không nhận biết không cách đơn giản hợp lý để giải vấn đề khí hóa tự động hóa - Các đặc trung không khí nén là:  Về số lượng: không khí có sẵn khắp nơi nên nén với số lượng vô hạn  Về vận chuyển: không khí nén vận chuyển đường ống, với khoảng cách định Các đường ống dẫn không cần thiết khí cho thoát môi trường sau công tác -4-  Về lưu trữ: máy nén khí không thiết phải hoạt động liên tục Khí nén đïc lưu trữ bình chứa, lắp nối hệ thống ống dẫn để cung cấp cho sử dụng cần thiết  Về nhiệt độ: không khí nén thay đổi theo nhiệt độ  Về chống cháy nổ: không nguy gây cháy khí nén, nên không tốn chi phí phòng cháy Hoạt động với áp suất khoảng bar nên phòng nổ không phức tạp  Về tính sẽ: khí nén sạch, trường hợp dòng chảy đường ống thiết bị, không nguy gây bẩn quan tâm đến Tính chất cần thiết ngành công nghiệp chuyên biệt công nghiệp thực phẩm, vải sợi, lâm sản thuộc da  Về cấu tạo trang thiết bị: đơn giản nên rẻ tiền  Về vận tốc: không khí nén dòng chảy có lưu tốc lớn, cho phép đạt tốc độ cao (vận tốc làm việc xy lanh thường từ 1-2m/s, cá biệt đạt đến m/s)  Về tính điều chỉnh: vận tốc lực thiết bị công tác khí nén điều chỉnh cách vô cấp  Về tải: công cụ thiết bị khí nén đảm nhận tải trọng chúng dừng hoàn toàn, không xảy tải - Để phân định cách cặn kẽ lónh vực áp dụng kỹ thuật khí nén, cần phải biết đến tính chất không trọng đến như:  Cách xử lý: không khí nén phải chuẩn bị cho không chứa bụi bẩn, tạp chất hay nước, chúng gây mòn cho phần tử khí nén  Tính chịu nén: không khí nén cho phép thay đổi điều chỉnh vận tốc piston  Độ lớn lực tác dụng: không khí nén không kinh tế chưa đạt công suất định p suất làm việc thường chấp nhận bars Độ lớn lực giới hạn từ 20.000 - 30.000 N (2.000 - 3.000 kp), phụ thuộc vào vận tốc hành trình  Sự thoát: khí nén xả tạo âm ồn, nhờ có phận giảm gắn đường thoát vấn đề giải  Gía thành: không khí nén nguồn lượng dồi dào, đơn giản sẳn có nên gía thành hệ thống sử dụng rẻ III Đặc tính khí nén - Không khí chung quanh ta có áp suất thay đổi, phụ thuộc vào:  Độ cao so với mực nước biển  Vị trí địa lý  Khí tượng - Chúng ta phân loại loại áp suất sau:  Áp suất khí trời: áp suất không khí chung quanh ta p suất 1013mbar mực nước biển, 00 vó tuyến 450 -5-  Áp suất chân không: Nếu khí biến chung quanh đất, áp suất không nữa, ta có chân không tuyệt đối Áp suất biểu diễn so với chân không tuyệt đối gọi Áp suất tuyệt đối  Áp suất dư: áp suất đọc so với áp suất khí - Không khí dùng công nghiệp lúc đầu không khí áp suất khí trời, tăng lên áp suất cao gọi p suất tương đối hay gọi p suất dư (áp suất đo) Áp suất dư Áp suất khí Áp suất chân không Áp suất chân không tuyết đối IV Các đại lượng vật lý - Bề mặt địa cầu bao quanh lớp không khí Đây hỗn hợp khí cần thiết cho sống, có tỷ lệ tương ứng sau: + Nitơ chiếm 78% thể tích + Oxy chếm 21% thể tích + Còn lại số khí khác như: carbonic, argon, hydro, neon, heli, cryton, xenon - Để hiểu rõ thêm định luật động lực học trạng thái không khí, người ta liệt kê sau thông số vật lý với hệ thống đo lường - Để thuận lợi việc nghiên cứu ứng dụng, người ta thường dùng hai hệ thống đo: hệ thống đo "Kỹ thuật" hệ thống đo "SI" * Các thông số Thông số Chiều dài Khối lượng Thời gian Nhiệt độ Cường độ dòng điện Cường độ ánh sáng Ký hiệu l m t T I Cd Hệ kỹ thuật Mét (m) Kp.s2/m Giây (s) C Ampere (A) Hệ SI Mét (m) Kg Giây (s) K A Cadela * Các thông số dẫn xuất -6- Thông số Lực Ký hiệu F Diện tích Thể tích Lưu lượng p suất A V Q P Hệ kỹ thuật Hệ SI Kp = kg.f = 1N = kg.m/s2 9,8N m2 m2 m3 m3 m3/s m3/s at Pa ( kỹ thuật ) Pa = N/m2 kp/cm2 Bar Bar = 105 Pa - Kết hợp hệ thống đo lường kỹ thuật quốc tế ta có công thức Newton F=m.a Trong : m - khối lượng a - gia tốc g - gia tốc trọng trường ( g = 9,81 m/s2 ) - Giữa công thức tồn mối quan hệ sau: @ Khối lượng (kg) = kp.s2/ 9,81.m @ Lực (kp) = 9,81 (N) - Để đơn giản cho tính toán ta lấy (kp) = 10 (N) @ Nhiệt độ Ở điểm 0: 00C = 273 K (Kelvin) Ở nhiệt độ khác: 10C = K (Kelvin) @ Aùp suaát * Atmosphere, [at] at = kp/cm2 = 0,981 bar * Pascal, Pa ; bar Pa = 1N/m2 = 10-5 bar bar = 10-5 N/m2 = 105 Pa = 1,02 at * Atmosphere vaät lyù, atm atm = 1,033 at = 1,013 bar * Milimét cột nước, mm cột nước 1000 mm cột nước = 1at = 0,981 bar *Milimet thủy ngân, mmHg mmHg = Torr 1at = 736 Torr bar = 750 Torr 1/ Định luật Boyle – Mariotte - Ở nhiệt độ cố định, tích số thể tích áp suất tuyệt đối khí lý tưởng số -7- Ptuyệt đối x V = constant 8bar 4bar 2bar 1bar 2/ Định luật Gay-Lussac Ở áp suất cố định, tỷ số thể tích nhiệt độ tuyệt đối khí lý tưởng sốù Ghi chú: Nhiệt độ tuyệt đối luôn tính độ Kelvin 00 K (Kelvin) = -2370C (Celcius) T0 P0 T1 P1 V0 V1 Bếp điện 3/ Định luật Charles - Ở thể tích cố định, tỷ số áp suất tuyệt đối nhiệt độ tuyệt đối khí lý tưởng số Ptưyệt đối Ttuyệt đối  constan t T0 V0 P0 T1 P1 V1 => Định luật tổng hợp biến (áp suất, thể tích, nhiệt độ cho Phương trình trạng thái nhiệt tổng quát khí nén: Pabs V = m R T -8- Bếp điện Trong : kg/m3 Pabs [bar] : áp suất tuyệt đối V [cm ] : thể tích khí nén : khối lượng, khối lượng riêng không khí tính m [kg]= V R [J/kg.K] T [K] Aùp suaát Pa Pa N/m2 bar mbar bar : số khí : nhiệt độ tính Kelvin at mmWs Kp/cm Kp/cm2 1,000.10- 1,000.102 1,02.10-5 0,102 mbar Torr psi atm Mm Hg 7,50.10- 1,45.10-4 0,987.103 1,000.105 1,000.103 1,02 1,02.104 0,75.103 1,45.10 0,987 1,000.102 1,000.10- 1,02.10-3 1,02.10 0,75 1,45.10-2 0,987.103 at kp/cm2 1mmWS kp/m2 1mmHg Torr psi 0,981.105 0,981 9,81 9,81.102 0,981.10- 9,81.10-2 1,000.10- 7,36.10- 1,42.10-3 9,68.10-5 4 1,36.10-3 1,36.10 1,33.102 1,33.10-3 1,33 1,934.10- 1,32.10-3 6,895.103 6,895.10- 6,895.10 7,033.10- 7,033.102 5,171.10 atm 1,000.104 7,36.102 1,42.10-2 0,987 1,013.105 1,013 6,805.10- 2 1,013.103 1,033 1,033.104 7,6.102 1,469.10- N 10-5 9,81 9,81.103 9,81.10-3 dyn 105 9,81.105 9,81.108 981 kp 0,102 1,02.10-6 103 10-3 Mp 1,02.10-4 1,02.10-9 10-3 10-6 P 102 1,02.10-3 103 106 Đơn vị công Joule (J) Joule (J) công sinh tác động lực N để vật dịch chuyển quảng đường 1m 1J  1Nm 1J  j 10-7 9,81 erg 107 9,81.107 m kg s2 kpm 0,102 1,02.10-8 Kwh 2,78.10-7 2,78.10-4 2,72.10-6 -9- Kcal 2,39.10-4 2,39.10-11 2,34.10-3 eV 6,24.1018 6,24.1011 6,12.1019  tieáp điểm hành trình điện  xilanh tác dụng kép @ Quy trình điều khiển: Xilanh Công tắc hành trình Nam châm điện +A PSB Y1 -A S Y2 @ Nguyên lý hoạt động mạch:  Khi nhấn nút nhấn PBS, cuộn K1 có điện  Tiếp điểm K1 đóng lại làm cuộn dây Y1 van điện từ có điệ n làm cho van điện từ 5/2 đảo chiều xilanh A Do van điện từ có “nhớ” nên dù ta không giữ nút nhấn, van không trở vị trí ban đầu  Xilanh A chạm vào tiếp điểm hành trình S làm cho cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm K2 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 có điện, van điện từ trở vị trí ban đầu, xilanh A lùi 4/ Chương trình PLC LOGO: a) Xác ñònh I/O: - PSB: I0.1 - S : I0.2 - K1 (Y1): Q0.1 - K2 (Y2): Q0.2 b) Mạch điều khiển: - 123 - BÀI 6: BÀN XOAY (Điều khiển xy lanh phía dùng van điện từ 5/2 trì) A I Mục đích – yêu cầu:  Điều khiển gián tiếp dao động cần piston thông qua chốt chặn  Vẽ biểu đồ trạng thái chuyển động  Thiết kế mạch khí nén mạch điện điều khiển  Giải thích nguyên lý hoạt động mạch II Mô tả yêu cầu điều khiển: - Bàn xoay xoay tròn để đổi hướng can nhựa theo hướng đối diện để tiếp tục di chuyển tên băng tải - Bằng cách nhấn nút nhấn, xilanh A dao động, thông qua chốt chận, bàn xoay xoay tròn - Khi nhấn nút nhấn lần nữa, bàn xoay ngừng xoay III Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động xilanh  Từ biểu đồ trạng thái, thiết kế mạch khí nén, mạch điện điều khiển theo biểu đồ trạng thái vừa vẽ  Từ mạch điện – khí nén vừa thiết kế, nêu nguyên lý hoạt động mạch  Liệt kê thiết bị sử dụng thí nghiệm  Lắp ráp mạch điện điều khiển kết nối với mạch khí nén  Để van nguồn vị trí tắt, kết nối đường ống dẫn khí  Bật nguồn cung cấp khí cho mạch hoạt động; so sánh hoạt động mạch yêu cầu điều khiển đề  Dựa theo mạch điện khí nén thiết kế, viết chương trình PLC LOGO  Kết nối ngõ vào/ra CPU với thiết bị  Thiết lập chương trình cho mạch hoạt động theo chương trình vừa viết - 124 - Tắt nguồn khí, tháo thiết bị trả vị trí cũ   Nếu ta thay xilanh tác dụng kép xilanh tác dụng đơn (hoặc ngược lại) mạch phải thay đổi lại nào?  Trong này, ta thay van điện từ tác dụng kép van điện từ tác dụng chiều có hồi phục lò xo mạch có hoạt động không?  Để thay đổi tốc độ xoay bàn ta phải làm nào? IV Bài giải: 1/ Biểu đồ trạng thái: S2 1 A S1 PS           n-1           n 1       2/ Mạch điều khiển điện - khí nén: +24V  ° °  ° PSB  S2 ° ° S1 K1 °  ° K2 ° °  ° ° ° K2 K1 0V  ° ° ° @ Thiết bị sử dụng:  nút nhấn thường hở có rãnh định vị  rơ le điện từ  tiếp điểm hành trình điện  van điện từ 5/2 tác dụng chiều  xilanh tác dụng kép @ Quy trình điều khiển: - 125 - ° Y1 ° ° Y2 ° ° Xilanh Công tắc hành trình Nam châm điện +A PSB Y1 -A S2 Y2 KT S1 @ Nguyên lý hoạt động mạch:  Khi nhấn nút nhấn PBS, tiếp điểm hành trình S1 bị tác động nên cuộn K1 có điện  Tiếp điểm K1 đóng lại làm cuộn dây Y1 van điện từ có điện làm cho van điện từ 5/2 đảo chiều xilanh A  Xilanh A chạm vào tiếp điểm hành trình S2 làm cho cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm K2 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 có điện, van điện từ trở vị trí ban đầu, xilanh A lùi  Xilanh A lùi lại chạm vào tiếp điểm hành trình S1, cuộn dây K1 có điện, tiếp điểm K1 đóng, cuộn dây Y1 có điện, xilanh A ra, chạm vào tiếp điểm hành trình S2, xilanh A lại lùi Và trình tiếp tục khi, ta nhấn nút PSB lần nữa, lúc cuộn K1 điện, xilanh A ngừng hoạt động 3/ Chương trình PLC LOGO: a) Xác định I/O: - PSB: I0.1 - S1, S2 : I0.1, I0.2 - K1 (Y1): Q0.1 - K2 (Y2): Q0.2 b) Mạch điều khiển: - 126 - BÀI 7: TRẠM CHUYỂN HÀNG (Điều khiển 02 xy lanh phía dùng van điện từ 5/2 trì không trì) A B I Mục đích – yêu cầu:  Điều khiển phối hợp chuyển động điều kiện phụ  Vẽ biểu đồ trạng thái chuyển động  Từ mạch khí nén mạch điện điều khiển  Giải thích nguyên lý hoạt động mạch II Mô tả yêu cầu điều khiển: - Các hộp bên ngăn xếp đưa qua trạm xử lý khác để xử lý - Các hộp đẩy khỏi ngăn xếp xilanh A, chuyển đến trạm xử lý xilanh B Xilanh B trở xilanh A trở Những hộp bên ngăn xếp báo tiếp điểm hành trình Nếu hộp bên ngăn xếp, hệ thống không hoạt động III Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động xilanh  Từ sơ đồ cho, liệt kê thiết bị sử dụng  Lắp ráp mạch điện khí nén theo sơ đồ  Dựa vào sơ đồ, giải thích nguyên lý hoạt động mạch  Cho mạch hoạt động so sánh hoạt động mạch với nguyên lý hoạt động biểu đồ trạng thái vừa nêu  Từ mạch điện khí nén thiết lập chương trình PLC LOGO với ngõ vào/ra cho Cho mạch hoạt động  Tắt nguồn khí, tháo thiết bị trả vị trí cũ - 127 - IV Bài giải: 1/ Biểu đồ trạng thái: S4 B1  S1    S2 B 41  B2 A    2/ Mạch điều khiển  ° ° Start °  °  °  °  °  °  ° S3 K1 B2 ° ° ° B1  ° ° ° S1  K1 ° ° °  K2  K2 ° ° K3 ° ° S2 ° ° ° °  K1 ° K3  Y1 °  @ Thiết bị sử dụng:  nút nhấn thường hở có rãnh định vị  rơ le điện từ  tiếp điểm hành trình điện từ  công tắc hành trình điện  van điện từ 5/2 tác dụng chiều - 128 - ° ° °  ° Y3 Y2 °  °   van điện từ 5/2 tác dụng chiều hồi phục lò xo  xilanh tác dụng kép @ Quy trình điều khiển: Xilanh Công tắc hành trình Nam châm điện +A S4 Y1 -A +B B2 Y2 -B S2&B1 Y3 KT S1 3/ Nguyeân lý hoạt động mạch:  Khi có hàng ngăn xếp , S3 bị tác động  Khi nhấn nút S4 làm cho cuộn dây K1 có điện tự trì, cuộn Y1 van điện từ có điện xilanh A  Xilanh A chạm vào tiếp điểm hành trình B2 làm cho cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm K2 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 có điện, xilanh B  Tiếp điểm hành trình S1 không tác động làm cho cuộn dây K1 điện, cuộn Y1 điện, lò xo hồi phục van vị trí cũ làm cho xilanh A lùi  Xilanh A lùi làm tiếp điểm B1 bị tác động, lúc tiếp điể m hành trình S2 bị tác động nên cuộn dây K3 có điện làm cho Y3 có điện, xilanh B lùi 4/ Chương trình PLC LOGO: a) Xác định I/O: - Start: I0.1 - S1, S2, S3 : I0.1, I0.2, I0.3 - B1, B2 : I0.4, I0.5 - K1 (Y1), K2 (Y2), K3 (Y3) : Q0.1, Q0.2, Q0.3 b) Mạch điều khiển: - 129 - BÀI 8: THIẾT BỊ KHOAN CHI TIẾT (Điều khiển 02 xy lanh phía dùng van điện từ 5/2 không trì) B b0 Hàm kẹp b1 A a0 Chi tiết khoan a1 I/ Mục đích – yêu cầu:  Hệ thống điều khiển bao gồm cấu chấp hành, sử dụng phương pháp điều khiển theo nhịp để thiết kế mạch điện điều khiển  Vẽ biểu đồ trạng thái chuyển động  Từ biểu đồ trạng thái vẽ mạch khí nén mạch điện điều khiển  Giải thích nguyên lý hoạt động mạch II Mô tả yêu cầu điều khiển: - 130 - Một hệ thống gia công chi tiết hoạt động sau:  Xilanh A xuống kẹp chặt chi tiết lại  Xilanh B xuống khoan, xong lùi  Xilanh A lùi về, tháo chi tiết III Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động xilanh  Từ sơ đồ cho, liệt kê thiết bị sử dụng  Lắp ráp mạch điện khí nén theo sơ đồ  Dựa vào sơ đồ, giải thích nguyên lý hoạt động mạch  Cho mạch hoạt động so sánh hoạt động mạch với nguyên lý hoạt động biểu đồ trạng thái vừa nêu  Từ mạch điện khí nén thiết lập chương trình PLC LOGO với ngõ vào/ra cho Cho mạch hoạt động  Tắt nguồn khí, tháo thiết bị trả vị trí cũ IV Bài giải: 51 1/ Biểu đồ trạng thái:  a2 A B a1  b2     b1   2/ Mạch điều khiển điện - khí nén: - 131 -   +24V  ° ° a0  K1 °  °  ° a1 ° ° K2 Start °  ° ° ° ° °  ° b0  K4 °  ° ° K2 K1  °  ° K3 b1 °  ° °  ° ° K3 ° ° K5 ° ° ° K1  ° ° ° K4K4 K5 K5 K2K2 ° ° °  Y1 Y1 11 °  11 0 ° K3 K4 ° ° K4 °  10 0 ° K1 K1 a0 ° K3 °  °  0V ° ° K2 K4 K3 ° ° ° ° ° ° Y2 Y2 °  °  @ Thiết bị sử dụng:  nút nhấn thường hở  rơ le điện từ  công tắc hành trình điện  van điện từ 5/2 không trì  xilanh tác dụng kép @ Quy trình điều khiển: Xilanh Công tắc hành trình Nam châm điện +A Start Y1 +B a2 Y2 -B b2 -A b1 KT a1 3/ Nguyên lý hoạt động mạch: Tại thời điểm ban đầu, tiếp điểm hành trình a0, b0 bị tác động  Nhấn nút Start làm cho cuộn dây K1 có điện tự trì, cuộn Y1 van điện từ có điện xilanh A kẹp chi tiết  - 132 - Xilanh A chạm vào tiếp điểm hành trình a1 làm cho cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm K2 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 có điện, xilanh B  Xilanh B chạm vào tiếp điểm hành trình b làm cho cuộn dây K3 có điện, tiếp điểm K3 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 điện, xilanh B lùi  Xilanh B lùi chạm vào tiếp điểm hành trình b làm cho cuộn dây K4 có điện, tiếp điểm K4 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 điện, xilanh A lùi về, chạm vào tiếp điểm hành trình a0 làm cuộn dây K5 có điện, tiếp điểm thường đóng K5 hở ra, toàn mạch reset trở trạng thái ban đầu 4/ Chương trình PLC LOGO: a) Xác định I/O: - Start: I0.1 - a0, a1, b0, b1 : I0.2, I0.3, I0.4, I0.5 - B1, B2 : I0.4, I0.5 - K1 (Y1), K2 (Y2): Q0.1, Q0.2 b) Mạch điều khiển:  - 133 - BÀI 9: THIẾT BỊ GIA CÔNG CHI TIẾT (Điều khiển 03 xy lanh phía dùng van điện từ 5/2 không trì) B A Chi tiết gia công C I Mục đích – yêu cầu:  Hệ thống điều khiển bao gồm cấu chấp hành, sử dụng phương pháp điều khiển theo nhịp để thiết kế mạch điện điều khiển  Vẽ biểu đồ trạng thái chuyển động  Từ biểu đồ trạng thái vẽ mạch khí nén mạch điện điều khiển  Giải thích nguyên lý hoạt động mạch II Mô tả yêu cầu điều khiển: Một hệ thống gia công chi tiết hoạt động sau:  Xilanh A xuống kẹp chặt chi tiết lại  Xilanh B xuống dập thô chi tiết, xong lùi  Xilanh C xuống dập tinh chi tiết xong lùi  Xilanh A lùi về, tháo chi tiết III Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động xilanh  Từ sơ đồ cho, liệt kê thiết bị sử dụng  Lắp ráp mạch điện khí nén theo sơ đồ  Dựa vào sơ đồ, giải thích nguyên lý hoạt động mạch  Cho mạch hoạt động so sánh hoạt động mạch với nguyên lý hoạt động biểu đồ trạng thái vừa nêu  Tắt nguồn khí, tháo thiết bị trả vị trí cũ IV Bài giải: 1/ Biểu đồ trạng thái: S 1      A    B    C  71  - 134 -         2/ Mạch điều khiển điện - khí nén: +24V  °  ° ° K1 S1 ° °  ° S2 K6 K1 0V ° ° K2  ° S6 K4 K5 ° ° 12  ° K2 K6 ° ° °  ° ° Y1 ° ° K5 ° ° Y2 °  nút nhấn thường hở S1 rơ le điện từ công tắc hành trình điện van điện từ 5/2 không trì van điện từ 3/2 không trì xilanh tác dụng kép - 135 - 14  ° K4 K3 ° ° Y3 °  ° ° °  ° ° @ Liệt kê thiết bị sử dụng:       K4 13  ° ° ° ° ° K6 °  ° ° °   ° K4 ° ° ° °  K1 K5 ° ° S3 K3 K3 11  ° °  ° K2 S5 K5 ° ° ° ° °  10  °  ° K3 ° K1 °  ° S4 K2 ° ° °  °  ° °  xilanh tác dụng đơn @ Quy trình điều khiển: Xilanh Công tắc hành trình Nam châm điện +A S1 Y1 +B S2 Y2 -B S4 +C S3 Y3 -C S6 -A S5 3/ Nguyên lý hoạt động mạch: Nhấn nút S1 làm cho cuộn dây K1 có điện tự trì, cuộn Y1 van điện từ có điện xilanh A kẹp chi tiết  Xilanh A chạm vào tiếp điểm hành trình S2 làm cho cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm K2 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 có điện, xilanh B  Xilanh B chạm vào tiếp điểm hành trình S4 làm cho cuộn dây K3 có điện, tiếp điểm K3 đóng lại làm cho cuộn dây Y3 có điện, xilanh B lùi  Xilanh B lùi chạm vào tiếp điểm hành trình S3 làm cho cuộn dây K4 có điện, tiếp điểm K4 đóng lại làm cho cuộn dây Y3 có điện, xilanh C chạm tiếp điểm hành trình S6 làm Reset toàn mạch điện xilanh C lùi  - 136 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hệ thống điều khiển khí nén – Nguyễn Ngọc Phương, nhà XBGD, 1999 [2] Điều khiển khí nén tự động hóa kỹ nghệ – Nguyễn Thành Trí biên dịch, NXB Đà Nẵng [3] Pneumatics, Basic Level TP 101, Festo Didactic, 1989 - 137 - ... thống điều khiển khí nén với khí, khí nén với điện, điện tử Do khó xác định cách xác ưu khuyết điểm hệ thống điều khiển - 11 - Bài 2: MÁY NÉN KHÍ I Hệ thống thiết bị phân phối khí nén - Hệ thống... chứa khí nén Nước làm lạnh Khí nén dẫn vào từ máy nén khí b) Thiết bị sấy khô chất làm lạnh - Khí nén từ máy nén khí qua phận trao đổi nhiệt khí – khí (1) dòng khí nén vào làm lạnh sơ dòng khí nén. .. chứa khí Khi cắt nguồn khí điều khiển tác động vào cửa Z, làm trễ bắt đầu lại vị trí ban đầu.û - 32 - - 33 - X Rơ le áp suất -Thiết bị tổ hợp van phân phối 3/2 điều khiển khí nén, van áp suất điều