Hệ thống điện khí nén

Giới thiệu và Thực hành về hệ thống điện khí nén/dòng điện tĩnh, dòng điện một chiều

MỤC LỤC

Phần A : LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ ĐIỆN HỌC

Dòngđiệnlàgì? ……… 3

Tĩnhđiện…… ……… 3

Pin, dòng1 chiều… … ……… 3

Ắcqui…… ………… ……… ……… 4

Máyphát… ………… ……… 4

Cácđịnhluật cơbản…… ……… 4

Mạchcơbản……….……… 4

ĐịnhluậtOhm……….… 5

Đoạn mạchnối tiếp ……… 5

Đoạn mạchsong song ……….… 6

ĐịnhluậtKirchhoff……… ……… 6

Hiện tượngtừtính……… ……… 6

Từtrường……….…… 6

Điện từtrường……… 7

Hiện tượngcảm ứng……… 7

Nguyênlý máyphátđiện, dòngđiệnxoaychiều……… 7

Máybiếnáp……….……… 8

Cuộn hút điện từ……….……… 8

Lựcđiện từvàkhekhí……… ……… 9

Quákíchởcuộnhút1 chiều.…….…… ……… 9

Dòngđiệnxoaychiềuvà1 chiều …… ……… 10

Nguồn xông /giữ……… …… ……… 10

Lệchpha……….…… …… ……… 10

Vòngngắn mạch……… … … ……… 11

Phần B : CÁC THÀNH PHẦN CỦA ĐIỆN – KHÍ NÉN: Côngtắc từ chuyển mạchcủaxi lanh ……… 12

Nguyênlý…… ……… 12

Phươngpháplắpđặt công tắc……… 12

Lắp bộchuyển mạch ……… ……… 12

Máyphát… ………… ……… ……… 13

Sựchọn lựa…….…… ……… ……… 13

Van điện từ…….………… ……….……… 14

Tácđộngtrực tiếp…… ……… 14

Nguyênlýskinner……….……… 14

Van côngsuất…….…… ……… 15

Tácđộngbằngkhí … ……… 15

Nguyênlý……….……….……… 15

Phần tử điều khiển ……… 17

Role……… … ……… … 17

Nguyênlý……….……… ……… 17

Đặctínhtiếpđiểm… …… ……… 17

Chức năngrole ……….……… 17

Role châncắm……… ………… 17

Role mạchin……….…….…… 17

Chức năngđặc biệt……… 18

Role chốt……… …….……….……… 18

Role thờigian……… …….……….……… 18

Phần C Thiết kế mạch 19 Cáctiêuchuẩn…… ……… 19

Bốtrísơ đồ……….……… 19

Mạchđiện- khínén……… 20

Mạchcơbản……… ……… ……… 20

Mạchnhântiếpđiểm ……… 20

Mạchgiữ……… 20

Mạchđảo tiếpđiểm……….……… 22

Mạchđịnhthời……….… 22

Xilanhchuyểnđộnglập lại……… … 23

Đènchớp……… 23

Mạchxung……… ……… … 24

Chuyểnđộnglặp lại thay đổi……….… 24

Điều khiển trình tự(đk chuỗi).……… 24

Phươngphápthử vàsai ……… 24

Hệthốngbậcthang… ….……… 28

Nguyênlýbước… ……… 31

Phần D Phụ lục 32 Hệ đơn vịSI……… ……… 32

KýhiệutheochuẩnIEC.…….……… 32

Thiết bịdẫnđiện và kết nối……… 32

Thiết bị đènvàtínhiệu……… ……… 33

Phươngphápvàthiết bịtácđộng……… 34

Kíhiệu tiếpđiểm……… 35

Vídụkíhiệuhoànchỉnh……… 36

Role cơ điện……… ……… 37

Cáccấp bảo vệ……….……… 37

Thưviện các mạchphụ …….……… 39

Mạchkhởiđộng…….……… 39

Khởiđộngtrực tiếp …….……… 39

Khóanguồnan toànbêntrong.……… 40

A LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ ĐIỆN HỌC

I. Thế nào là dòng điện?

1 Dòng tĩnh điện:

“Điện” có nguồn gốc trong thế giới của người Hy Lạp cổ Với mộtthanhhổ pháchđược

thừa nhận có lực lạ trong nó đã húttócchúngta và sinhratialửa Têncủa hổ

pháchtheotiếngHyLạp là elektronvà lực lạ đó có tên là điện Hiện tượng

huyền bí nàyđược gọi là tĩnhđiện, và chúng ta biết rằng có mộtđiện trườngở

xungquanhvật thểmangđiệntích, tươngtự nhưtừ trường

Thế nhưng, chođếnnay, người ta vẫn chưa tìm được câu trả lờichinhxác: “thế nào là

dòngđiện?”Bởi vì chúngta chỉ nghiêncứu, môtả nhữngtácdụngcủa nó và

biết răng có nhữngthứ gì đó đã làmthayđổi nhữnghạtelectron trongkimloại

nhưngkhôngbiếtchínhxácđó là cáigì

Tĩnhđiệnkhôngthể sử dụngnhưmột nguồn cung cấp năng lượng Điện áp của nó có thể

sẽ rấtcao, nhưngkhông có dòngđiện và khixả, nhữngthứ trong nó sẽ biến

mất cho đếnkhi có ma sáttạora1 trườngmới

2 Pin, dòng điện một chiều:

Nhà vật lý người Ý, Count Alessandro Volta (1945 –1827) ngườiđã có nhiềuphátminhvà

khámphá quantrọngvề Pin Pin baogồm 2 bản cựckimloạikhácnhauđược

nhúngvàodung dịchnướcaxit Phảnứngnàysinhradòngđiện Để tăngcông

suất, Volta đã xếp nhiều bản cực này lạiđể tận dụngnguồn nănglượngđiện

“Pin Volta”nàyđược sử dụngtrongthời gian dài Điện áp phụ thuộc vào loại

kimloạiđược sử dụnglàmcácđiện cực Vớithànhphần nhưtrên, chúngta

gọi là “Pin khô”

Nhà vật lý người Ý, giáosưy khoaL Galvani(1937 –1798) đã phátminhra“Pin ướt”hay

còngọi là “Pin Galvanic” Mộtpin galvanic cơbản là một bình chứa axit

sulfuric loãng(được xem nhưchấtđiện phân), mộtthanhkẽm và mộtthanh

đồng Thanhđồngmangđiện tích dươngvà thanhkẽm mang điện tích âm

Nối2 thanhnàybằng mộtdây dẫn và sẽ xuất hiện dòng điện chạytrongdây

dẫnnày

Điều gì sẽ xảy ra?

Thanhkẽm giảiphóngion dươngvàodung dịchaxit, do đóelectron âmcònlạibámtrên

thanhkẽm Tiến trình tiếp tục cho đến khi đạtđược mậtđộđiện tửcânbằng

Hiện tượngtươngtự đã xảy ra vớithanhđồng Nhưngcuốicùng, thanhkẽm

tíchlũy nhiều eletron âm hơnthanhđồng Nếu nối2 thanhnàybằngdâydẫn

kimloại thì các electron sẽ dichuyển từ thanhkẽmsang thanhđồng: một dòng

điệnđã được tạo ra

Khipin hoạtđộng, cácelectron trongchấtđiệnphândichuyển từ điện cực kẽmsang điện

cựcđồng Điềunàygâynênsự phânhủy chấtđiệnphân Khí Hydro được sinh ra,

và phủ lêntrênđiện cựcđồngvà làmchocácelectron ngừnghoạtđộng Phần

axitcònlại bám vào thanh kẽm Điều này làm giảm nănglượngđiệnđộngmột

cáchnhanhchóng Để tránhhiện tượngnày, thanhđồngnênphủ một lớp kim loại

chốngăn mòn để khí Hydro bámvào sẽ hòavàomôitrườngnước bằngcáchgiải

phóngkhí Oxy Điềunàychophépkéodàituổi thọ pin

Sự khácnhauvề điện tích của 2 bản cựcđược gọi là điện thế hay lực điệnđộngvà có đơn

vị đo: Volt

Do vậy, ta có thể trả lời rằng: “Dòngđiện là dòngchuyển dời của các hạt mang điện tích”

Tươngtự nhưpin, nhưngắc quysử dụng2 thanh chì Chấtđiện phân này cũngđược

nhúngtrongdung dịchaxit sulfric Tùytheođiều kiện công tác mà nồngđộ dung

dịchkhácnhau Nếu nồngđộ dung dịchcaogâyrahiện tượngsun pháthóabản

cực :

Pb+ H2SO4 → PbSO4 + H2

Khiắcquyphóngđiện, khí Hydro sẽ dichuyểnđến cực âm của bản cực và phần gốc axit

cònlại sẽ dichuyểnđến bản cực thứ 2 Một mặt, khí Hydro kết hợp lại với chì sun

phátđể tạora chì nguyênchất ở bản cực âm, và mặtkhác, axitlại kết hợp với

axitsulfuric theophươngtrìnhphảnứngsau:

H2 + PbSO4 + 2H2O → Pb+ PbSO4 + 2H2O

Ngược lại, khinạpđiện cho ắcquy quá trìnhxảyra theohướngngược lại:

Pb+ PbSO4 + 2H2O → PbSO4 + PbSO4 + 2H2O

Ắcquyđược nạp có sứcđiệnđộng2V Để được 6V, ta mắc nối tiếp 3 ắcquythànhtổ ắc

quy

4 Máy phát:

Máyphátđược lai bởituabinnước hoặctuabinhơi hoặc các thiết bị khác Nguồn năng

lượngkhổnglồ đượcchuyểnđổithànhnănglượngđiện và phânphốiđến nơi tiêu

thụ qua đườngdâycaothế

Nguyênlý hoạtđộngdựa trên hiện tượngtừ tính Chúngta sẽ đề cậpđến phầnnày ở các

phầnsau

II. Những định luật cơ bản:

1. Mạch cơ bản: là mạchvòngkín, với3 thànhphần cơbản:

• Nguồn cung cấp

• Công tắc

Hình2.2 Cácthànhphần của mạch

a Côngtắc mở: đèntắt b Công tắcđóng: đènsáng

Nguồn cung cấp: pin, acquy, hoặcmáyphát

Tải: đèn, cuộn dây, … Nếukhông có thànhphầnnày, haicực của nguồnđiện nối với

nhau sẽ trở nênngắn mạch Vì: dòngđiện của nguồn cung cấp sẽ là lớn nhất, do

đó dâydẫn sẽ nónglênvà tan chảy Vì thế, người ta thườngsử dụngcầu chì để

bảo vệ

Côngtắc: dùngđể ngắt sự hoạtđộngcủa tải Côngtắc có ở bất kỳ vị trí nàotrong

mạch có tácdụngđể đónghoặc ngắt mạch

2. Định luật Ohm:

Miêutả mối quan hệ giữaĐiệnáp, dòngđiện và điện trở Có thể so sánh:

• Điện áp với áp suất :đều có thế năng

• Dòng điện với lưu lượng khí: có được bởiđiện thế khácnhau

• Điện trở vớidung tích: Nghịchđảo củađiện trở gọi là điện dẫn G và có đơn vị S

(Siemens) S = 1/W

Trongkhí nén, điện dẫn G tươngđươngvới diện tích tiết diệnmm2 hoặcso sánhvới

hệ số lưu lượngKvhay Cv

Một sốvật liệu nhưsứ, thủytinhkhôngchophéptraođổielectron nênnókhôngcho

dòngđiệnđiqua , điện trởcủa nó vô cùng và gọi là chất cách điện

Địnhluật: Điện áp trong đoạn mạchđược tính bằngdòngđiện nhân vớiđiện áp

U = I x R

V = A x ΩNgoàira, tacòn có cáccông thức sau được suy ra rừ địnhluật Ohm:

3. Đoạn mạch mắc nối tiếp:

Tổngđiện trở trongđoạn mạchmắc nối tiếp:

RΣ= R1 + R2 + R3 + ….+ Rn

Hình2.4a minhhọa 3 điện trở có cácgiá trị khácnhauvà mắc nối tiếp vớinhau Trong

đoạn mạchmắc nối tiếpnày, dòngđiệnđi qua là bằngnhauvà bằngdòngđiện

trongmạch Theo địnhluật Ohm, điện áp rơi trên mỗiđiện trở được tính nhưsau:

Udrop= A x Ω

Ở hình2.4: RΣ = 3.5 Ω, I = 2A, U = 12V

Udrop1 = A x R1 = 2 x 1 = 2V

Udrop2 = A x R2 = 2 x 2 = 4V

4. Đoạn mạch mắc song song:

Trongđoạn mạchmắcsong song, dòngđiệnđiqua cùnglúccácđiện trở và tổngđiện

trở nhỏ hơnđiện trở mỗithànhphần và được tínhbằngtổngnghịchđảo của

Môtả dòngđiệnđượcđiqua tải nhưthế nàotrongđoạn mạchmắcsong song

Địnhluậtđơn giản: Dòngđiện tổngbằngtổngdòngđiện các thành phần, hay:

I Σ= I1 + I2 + I3 + … + In

III Hiện tượng từ tính

1 Từ trường:

Nếu một thanhsắtđượcđưa vào nơi có từ trường, thanhsắtnày sẽ bị nhiễm từ Điều

nàychothấy lực của từ trườngđã hútnhữngthanhsắt Hãylàmmột thí

nghiệmđiểnhình: Rắc mạt sắt trên một tấm bìa cứng, và đặt tấmbìatrênmột

namchâm, gõ nhẹ tấmbìa, tathấy nhữngmạt sắt này sắp xếpthànhnhững

đườngcong xácđịnh.Gọi là cực Nam và cực Bắc

Nếutreonamchâmtrênmột sợidây, có một cực luônluôn chỉ về hướng Bắc, đó là cực

Bắc, và cực còn lại là cực Nam

Đườngcong sắt từ được biểu diễn trên hình 2.6a

Nhữngthanhnamchâm có thể xếpthành1 chuỗi nối tiếpnhau Khiđể 2 cựcnamchâm

(của2 thanhnamchâm) cùngcực gầnnhauthì chúng sẽ đẩynhau, và ngược

lại, 2 cực ngược chiều thì chúng sẽ hútnhau

2 Điện từ trường:

Dòngđiện và namchâm có quanhệ tươngtácvớinhau, và khôngthể táchrờinhau:

dòngđiệntrongdâydẫn sẽ phátsinhtừ trường(minhhọa hình 2.7a) Từ

trườngđược nhìn thấy gọi là “nhữngđườngcong từ”, và là nhữngđườngtròn

đồngtâm

3 Hiện tượng cảm ứng:

Có hiện tượngkhác: nếu một dây dẫnchuyểnđộngtrongtừ trường, sẽ có một dòng

điệnđược tạora Hình2.7b minhhọađiềunày: số chỉ của Ampe kế tại vị trí 0

trước khi đặt vào từ trườngvà quay ngược chiềuđồnghồ khidâyvẫnđặt

trongtừ trường

Sự sản sinh dòng điện trong dây dẫn bằngcáchthayđổi từ trườnggọi là “hiện tượng

cảmứng”điện từ Hiện tượngnàyđượcứngdụngtrong“máyphátđiện”nơi

mà dòngđiệnđược cảmứngtrongcuộn dây và quay trongtrongtừ trường

tĩnh Dòngđiệnxoaychiềutrongmỗi lần tác độngtrongtừ trườngvà chúngta

gọi là dòngđiệnxoaychiều

4 Nguyên lý của máy phát điện, dòng điện xoay chiều

Quay vòngdâytrongtừ trườnggiữa 2 cực củanamchâm, sẽ xuất hiện dòng điện cảm

ứngtrongvòngdây Haiđầuvòngdâyđược nối với 2 phiến góptrên có 2 chổi

điện luôn tì sátvàochúng

Khiquay vòngdây, do chổiđiện luôn tiếp xúc với phiến góp nối vớithanhdẫn nằm ở

cực Bắc, dòngđiện sẽ có chiều từ trênxuốngdưới Nênchúngtagọi là dòng

điện dương Ngược lại, chổiB luôntiếp xúc vớithanhdẫn nằm dưới cực

Nam, nêngọi là cực âm

Trênhình2.8, nếuchúngtanhìntừ hướngcựcNam, dòngđiệntrongvòngdây có chiều

Giảithích:

Tại nửa chu kỳ dương: Ở vị trí 1, vì vòngdâyvẫnđứngyênnênchưa có dòngđiện.Tại

điểm2, khivòngdâybắtđầu quay , đã bắtđầu có dòngđiện, dòngđiện càng

tăngdần lên đênđiểm cựcđại ở vị trí 4 và bắtđầu giảm dầnđến vị trí 7

Tại nửa chu kỳ âm: Hiện tượngcũngxảy ra tươngtự từ vị trí 7 đến vị trí10 và tiếp tục chu

kỳ mới

5 Máy biến thế:

Baogồmhai(hoặc một) cuộn dây, quấnquanhlõisắt nhưminhhọahình2.10a Dòngđiện

xoaychiềukhôngnhữngtạo ra trong từ trườngxoaychiều, mà cònngược lại:

một từ trườngxoaychiều cũngsản sinh ra dòng điện xoaychiều trong cuộn dây

Vì thế, sự đổi pha giữadòngđiện và điện áp cũngnhưsự thayđổi giữa 2 từ

trườngđược biểu diễntrênhình 2.10b:

Ở hình2.10B, cuộn sơcấp có số vòngdâynhiều hơn cuộn thứ cấp Nguồn AC của máy

phátxoaychiều có điện áp cao và dòngđiện thấp Ở cuộn thứ cấp số vòngdâyít

hơn, do đó điện áp thấp va dòng điệncao, Vì thế côngsuất của máy biến thế

được tính bằngdòngđiện x điệnáp (P = U x I ) Vì thế chúngtaphải có sự lựa

chọn máy biếnáp có điện áp cao và dòngthấp (máy biến áp cao áp)và ngược lại

6 Cuộn hút điện từ:

Dâydẫnđược quấnquanhốngdài–ốngđược làm bằngvật liệukhôngnhiễm từ , được

minhhọa ở hình2.11a: cuộndâyvới nhữngđườngxuất từ giốngbơm tạo ra

dòngchảy mạnh

Tại nhữngđiểm mà đườngsức từ đi vào và đi ra , gọi là “cực”, giốngnhưthanhnam

châm, nó cũng chỉ racựcNam vacực Bắc

Với sự hiện diện của thanh sắt, từ trườngtănglênrấtnhiều Bởi vì từ trườngdichuyển

trongthanhsắt dễ dàng hơn so vớikhidichuyểntrongkhôngkhí

Hình2.11b, biểu diễn sự nângcủanamchâmtrongthực tế Baogồmthanhsắt hình

chữ U Một cuộndâynằm giữathanhsắt Phầnứnghìnhchữ U có thể dichuyển

về phíathanhsắt khi cuộndây có điện Mạchsắt từ này có 3 khehở khôngkhí để

có lực hút lớn nhất Lựcnàydùngđể dichuyển các cơcấu cơkhí, van điện từ, vị

trí đóngmở luânphiên

a Lực từ và khe hở không khí:

Lực từ phụ thuộc rấtnhiều vào khe hở nhất thời giữa 2 cực sắt

Sơ đồ hình2.2 môtả điều này: Giữa phầnứngvà cực cố định có khoảngcách0.6mm

thì lực tác dụng là 4N

Khihoạtđộng ở nửahànhtrình, có nghĩa là ở khoảng cách0.3mm, lực tác dụng là 6N

Trước khi kếtthúchànhtrìnhtại vị trí 0.1mm, lực tác dụng sẽ trên12N

Điềunàychothấy sức hút củanamchâmđối vớihànhtrìnhlàmviệc của tải là có giới

hạn Vì thế, lực và tốcđộ tănglênnhanhchóngtrongsuốt hành trình

b Hiện tượng quá kích của cuộn hút một chiều:

Thời gian đápứngcủa cuộnhútDC sẽ được rút ngắn khi cấp nguồnđiện lớn hơn điện

c Dòng điện xoay chiều và một chiều:

i. Xôngnguồn/ Giữnguồn :

Đối với cuộnhút AC, có2 vấnđề:

- từtínhthayđổi theo vịtríphầnứng

- dòng điện hạxuống0 hailần trong một chu kỳ

Từtínhthayđổi mạnhtheovịtrícủa phầnứng Ban đầu, khekhícựcđại, lực từvàtừ

khángnhỏ, dòngđiện lớn chạyqua cuộndây Khikhekhígiảm, từ tínhtănglên

vàdòngđiện giảm xuống Điềunàyphảnánhbởi 2 khái niệm của cuộn hút AC

là: Nguồn xông và nguồn giữ Sựkhácbiệt của chúng được chỉ raởbảngsau:

Trongtrườnghợp DC, dòng và áp không đổinêncôngsuấttínhđơn giảnlà: W=V.A

Trongtrườnghợpxoaychiều, dòngvàápthayđổi một cách ổnđịnh Dònghay ápxoay

chiều, tácđộnggiốngnhưdòngđiện1 chiều nào đó, biếnđổi từ0 tớix 2

Điện áp đỉnhcủa nguồnAC 24v đođược gần bằng34V ĐểphânbiệtnguồnDC

vàAC, nguồn AC được mô tảdạngvôn-ampe

Do dâydẫnkhôngdẫnđiệnhoàntoàn, nócótrởkháng‘Ohmic’, nêngâyrađộtrượtpha

Ở độngcơxoaychiều, cóhệsốcosφchínhlàgóclệch pha và công suất trung

bìnhlà:

P= Ueff Ieff cosφvớiUeff: điện áp hữuích; Ieff: dòngđiện hữuích.( 1/ 2 giátrị đỉnh)

Côngsuất thựctínhtheoWatt, Côngsuất nguồntínhtheoVA

Nếu phầnứngbịkẹt, dòngđiện sẽkhôngsuygiảm, cuộn dây sẽphátnhiệt cho đến khi

chất cách điện bịnóngchảy, từ từsẽlàmcuộn dây bịngắn mạchvàcháy

ii. Lệchpha:

Hình2.13 vẽrađộlệch pha và trởkhángZ-tổngcủađiện trởvàcảmkháng Giátrịtrở

khángtínhbằngOhm vàphụthuộcđộlệchpha

TỈsốR trởkháng/ R điện trở làtang củagócφ Ở hình2.13, độlệchphalà60o ,

tang 60o= 1,732, vậy cảmkhángcaohơn 1,732 lần so vớiđiện trở Nếuđiện trởlà100

Ωthì cảmkhánglà173,2 φvàtrởkhánglà200 φ

ii i. Vòngngắn mạch

Khidòngđiệnxoaychiều về0, lòxo sẽ đẩy phầnứngvềlại Sauđódòngđiện lại tăng

lên, phầnứnglại bịhútxuống Vớidòngđiện50 Hz thìphầnứngsẽbịdao

độnghàngtrăm lần/ giây, điềunàygâyratiếngồn và giảm tuổi thọthiết bị

Ta dùng vòng ngắn mạchđểtạo vùng từtrườngthứ2, lệch90o, lấpvàokhidòngđiện bị

mất Nóchỉlà1 vòngđồngnhỏ đặt vào vùng đầu của phần ứngcố định, như

vậy thì điện áp của nó sẽlà0 còndòngđiện là cựcđại

Hình2.14 a: từtrườnggiàmvề0 hailần trong 1 chu kỳ

b: từtrườngthứ2 tạorado vòngngắn mạch

I Công tắc từ chuyển mạch của xi lanh :

1 Nguyên lý:

Có2 loại công tắcxilanh: -tiếpđiểm lẩy – tiếpđiểm chất rắn

Tiếpđiểm lẩy tiếp xúc bằngcơkhícótuổi thọcaonhất khoảngvàichục triệu chu kỳ đóng

ngắt, phụthuộc giá trịdòngđiện

Hình3.1 miêutả đặc tính điển hình của tiếpđiểm rơle n –sốlầnđóngngắt; W –phụ

thuộc công suất tải

Tiếpđiểm chất rắn là loạiđiện trởnhạy từtrường Khi

không có từtrườngxungquanh, giátrị điện trởcủa

nórấtcao, khicótừtrườngthìđiện trởnógiảm mạnh

gần nhưvề0 Đâylàloại co khảnănglàmviệc tần số

cao, tuổi thọbền

Cách gắn công tắc lên xi lanh:

Ngoàicáchgắn chuyêndụngchocácactuator đặc biệt (loạixoay, trượt) , có 3 cáchchính

để gắncôngtắc lên xi lanh:

a Vànhnẹp:

Phươngphápnàyan toànnhất Miếngnẹp thép quấnquanhxi lanhcóphủlớp cao su

chốngtrượt và được siết chặt bằngmànchắn lò xo thôngqua đai-ốc

b Gắn lên thanh ray:

Mộtvàixilanhnhỏ và có cácthànhphầnkhácnhauđòihỏi phảicóthanhray Côngtắc gắn

choloạinày có mộtvànhkhoétlỗtrênđóđể vặnốc giữvàoray Do đó, dễ dàng

điều chỉnh

c Kẹp giữbằngchốt:

Gồm một cái dầm hình dấungoặcđược gắn cố địnhtrêntrục giữcủaxi lanhbằng01 hoặc

02 ốc Phươngphápnàykhôngđượcan toàn vì côngtắc có thể rơi ra bất kỳ lúc

nào

2 Lắp đặt bộ chuyển mạch:

Theo yêucầu các ứngdụngthực tếmàtasửdụngmạchđiện Đầutiên, tabảo vệcác

tiếpđiểm củacôngtắc Khingắt mạchcótải cảmứng-cuộn hút điện từchẳng

hạn - nănglượngđượctíchtrữtrongnósẽphóngđiệnqua khehởtiếpđiểm

khingắt mạch Tialửa tạo ra sẽpháhuỷbềmặt tiếpđiểm và ảnhhưởngkhả

năngtiếpxúc Vì tiếpđiểm quá nhỏnênkhônggắn thiết bịbảo vệtrực tiếp lên

nóđược nên ta xem mạchbảo vệsauAC (hình3.3 a), vàDC (hình3.3 b)

Sựkhácbiệt giữa 2 mạchAC và DC: đối với mạchDC thìtụ điệnđược mắc nối tiếp với

điện trởvàmạchAC thìmắc bộkhửsong song Cả2 mạchđều mắc cuộn cảm

khángở đầuvào ĐểhiểurõchúngtaxemxétmạchđiệnDC sau:

hình3.4 a,bmạchmắc với tải và nguồnắcqui

a Khicôngtắcđóng: Haitiếpđiểm lưỡigà(+), (-) nối liền vớinhau, vìthếkhông

cóđiện áp giữa chúng và tụphóngđiện Dòngđiệnđi qua tảiđược xác địnhbởi

điện trởtải

b Khingắt mạch: Dòngtảikhôngcònvànguồn áp 24V đặt lên tiếp điểm Năng

lượngđượctíchluỹtrongtải sẽphóngngược trởlại

Cuộn cảmkhángcấp trởkhángcaođểnhanhthayđổi dòng Trởkhángcaohơnđiện

trở, dòngđược nạp trong tảiphóngqua tụ điện dễdàngvìthếtialửa sẽkhông

xuất hiện tại khe khí củacôngtắc

Loại mạchAC cũngdựa trên phươngthứctrên, Nhưngở đâychúngtakhôngtìmhiểu

3 Sự lựa chọn:

Lựa chọn công tắc cần các yếu tốsau:

- Loạiđiều khiển

- Điện áp

- Dòng điện

Côngtắc(Switch) được sửdụngphổbiến Chúngcócácthôngsốlàáplớn nhất, dòng

thểdùngchomạchcó20mA, 10V, nhưngkhôngdùngđượcởmạch1mA, 100V mặc dù

chỉcó0.1W

Lắpđặt công tắccótíchhợp chỉthịbằngLED cầnđiện áp phù hợp với LED, thông số

dòngcần nằmtrongdãyyêucầu Trongcôngtắc, khôngchỉquantâmdòng

lớn nhấtmàcònquantâmdòngnhỏnhất Khicôngtắc làm việc mà dẫn

dòngdưới dòng nhỏnhấtthìLED sẽkhôngsáng

CôngtắcDC dùngtrongcácbộ điều khiển chương trình(Programmable controller) đều

có1 mạchbảo vệvề điện

Việc lắp Rơle(relay) cần có mạchbảo vệ để hấp thụdòngngược từtải cảm,

Nhữngvídụnàychỉrarằngloại công tắc có điều khiển được lắp trong mạchđiều khiển:

dùngIC, rơle, PLC Việc sửdụngkhôngđúngloại sẽdẫnđến làm giảm tuổi

thọcủa công tắc

II. Van điện từ:

1 Hoạt động trực tiếp:

a Nguyên lý Skinner

Nguyênlýcấu tạo củavan 2 cửa, 2 trạngtháiđượcSkinner pháthiện vào thập niên 30

tại Mỹ được biểu diễnởhình3.5a Phầnứng(câytibêntrongvan) , bao

quanhốnglàvật liệukhôngtừtính, một đầu gắnđệmcaosuvàtácđộng

của lực lò xo đểlàmkín Khicuộnhútcóđiện, phầnứngsẽ được tác động

thắnglực lò xo và khí có thể điqua lỗ thoátkhí dễ dàng

Hình3.5b làcấu tạovan 3 cửa, 2 trạngthái, nhưhình3.5a nhưngtacócửathoátởbên

trênvàđệm cao su

Đểhiểu rõ ưuđiểm củanguyênlýchúngtaxemxétchi tiết

Lực của phầnứngởvịtríbình thường:

Lựcép: -Lực của lò xo

- Trọnglực của phầnứng

Lựcnâng: -Lực của áp lực nguồn cấpởtiết diện của cửavan

Lực từphải thắngđược 2 lực ban đầu Từtrườngcủa cuộn dây sẽmócvòngqua ống,

tạo lựchútkhôngnhữngthắng2 lựcban đầu mà hơn nữa đểlàmtăng

khoảngcáchcủa phầnứng Lực lò xo cựcđại phải chịuđược lực của áp lực

vàdòngchảy lớn nhất

Với hoạtđộngcủanguyênlýSKinnerphầnứng(câytiởtrong) làmkínbằngron sẽ nhanh

hỏng Đểcải thiện ta lắp thêm 1 lò xo nhỏnhưhình3.6 Việc lắpthêmlòxo sẽ

làmtăngtuổi thọcủaron

Ron làmkínđượcđặt trên đĩađệm Đĩa này được gắn trên giá đỡ và có thể dichuyển

được Dưới tác dụngcủa lò xo phầnứngvà lò xo của van, đĩa phầnứngđược

nânglên Hoạtđộngnàyđược gọi là giảm sốc để tăngtuổi thọ của ron Khi mất

diện, đĩađệm sẽhạxuốngchặnđườngkhívào (hình3.6c)

b Van công suất

Chỉcó1 loạivan côngsuấtđược tác độngtrực tiếp bằnglực từ, đólàvan ốnglàmkín

bằngkimloại

Hình3.8 môtả hoạtđộngtrực tiếp củavan lựcđiện từ

Loại van ổnđinhképcần có chốtđể giữ ống van ở vị trí cuối vì ở đó không có ma sát và

áplực khí Thậm chí khiápsuất cung cấpđạt giá trị cựcđại và piston ở vị trí nằm

ngang, ống van có thể sẽ bịdịchchuyển vì rung độnghoặc bị chấnđộng

2 Van tác động bằng khí:

Sản xuất loạivan nhưtrênhình3.8 đòihỏi kỹthuậtcao, qui trìnhphức tạp dẫnđến giá

thànhcao Cácloại van nhưvan ti, van ốnglàmkínbằngchấtđànhồichuyển

b Độ tin cậy:

- Hiệu suất cao

- Sự thấtthoáttừ tínhlàmthayđổinhiệt và hưhỏngcuộndây (Vì có khehở

khôngkhí trongmạchsắt, xungquanhống Hơn nữa khe hở khôngkhí chỉ ra

vòngkhungthấp hơn sẽ tạo ra lựcxuyêntâmtrongphầnứng Thay vì nâng

lên, chúnglại kéo phầnứngvàongược lạibêntrongốngđể tăngma sát.) Do

đó, để có hiệu suấtcao, ốngphảiđược làm bằngvật liệukhôngnhiễm từ

CÁC THÀNH PHẦN ĐIỀU KHIỂN

Rơ le:

1. Nguyên lý:

Rơle hoạtđộngnhưmộtcôngtắcđiện Baogồm cuộndây có từ trườngvới lõi

sắt, và một hoặc nhiều tiếpđiểm Nguyênlý nhưhình3.12

Bìnhthường, lò xo sẽkéogiữ thanhphầnứngởmức tốiđa vềbênphải Một khối làm

bằngvật liệukhôngdẫnđiệnđặt trên phầnứng, giữ lálòxo cótiếpđiểm hình

thấu kính ởphíadưới Phần trên của lò xo lá nàyhoạtđộngnhưchânchungcủa

côngtắc Haitiếpđiểm khác được gắnở2 phíađối diện Tiếpđiểm của lò xo lá

đangtácđộngđến 1 trong nhữngtiếpđiểm này Tiếpđiểmđóđược gọi là tiếp

điểm thườngđóng(NC)

Khicuộndây có điện, tiếpđiểm thứ hai sẽ chạmvàochỗ nốichungcủa công tắc, tiếpđiểm

nàyđược gọi là tiếpđiểm thườngmở (NO)

2. Đặc tính của tiếp điểm

Thôngthường, Rơle phải có tối thiểu2 tiếpđiểm Tùytheonhucầu sử dụng mà rơ le có 3

hoặc4 tiếpđiểm

Đối với 1 số ứngdụng, tacấnquantâmloạirole là‘đóngtrước khi ngắt’hay ‘ngắt trước

khiđóng’ Loại ‘đóngtrước khi ngắt’cónghĩa là sẽ đóngtiếpđiểm thườnghở

trước khi ngắt tiếpđiểm thườngđóngkhicuộn hút có điện; điều này làm cho tại 1

thờiđiểm ngắn tất cả đều bịnối vớinhauvàởvàiứngdụngđiềuđólàkhôngcho

phép

3. Các chức năng của Rơ le:

• Chuyểnđổi tiếpđiểm thườngđóngsang thườngmở và ngược lại

• Khuếchđạicôngsuất

• Thayđổiđiện áp

• Chức năngnhớ

• Có nhiều tiếpđiểmphụ

4. Role chân đế:

Role chốt: có2 cuộnhút Hoạtđộngtươngtựnhưvan khíổnđịnhkép.

Role thời gian:

C THIẾT KẾ MẠCH

I. Các tiêu chuẩn

Bố trí sơ đồ

Nhưsơ đồ mạchkhíđãđược học trong chươnggiới thiệu vềhệthốngkhí, mạchđiện

khôngbiểu thịkhối hình học mà biểu thịvềchức năngcácphần tử Mạch

điệnđượcchialàmnhiều mạchcon hay đườngdẫn dòng điện (cộtdòng

điện), mỗi phần tửmạchbaogồm mộthay nhiều công tắc và một phần tử

tiêuthụ(tải) Nguồn cấpđược vẽbằng2 đườngngangsong song

Mỗi cột dòng điệnkhácnhauđượcđánhsốthứtự Tiếpđiểm rơlekhôngvẽtại cuộn hút

màvẽtạiđườngdẫn mà nó tác động Xemsố đườngdẫnđược viết tại cuộn

hútcủa rơle, tasẽtìmđược tiếpđiểm Mặckhác, tiếpđiểm và cuộn hút điều

cóchung1 kíhiệu Sơ đồ mạchnhưhình4.1

Trongkhitiêuchuẩn của Mỹ(JIC, năm1947) cócáckíhiệuriêngbiệt cho công tắc giới

hạn (ngắt cuối) ởtrạngtháinghỉ, thìtiêuchuẩn Châu Âu (Ví dụBS 3939)

khôngbiểu diễn theo nguyên tắctrên Điềuđó chứngminhrằngcon người

màvào1 lúcnàođó tạo ra tiêu chuẩnJIC biết họ đangnóivềcáigì(câunày

cònđược hiểu: Điềuđóđược minh chứngbằngviệc ta có thểhiểu bản vẽ

nóigìvào1 lúcnàođó) Khôngnhữngchỉratínhthực tếmàcònlàmdễ

dàngđểđọc mạchđiệnkhicáctiếpđiểmđược vẽ ở trạngtháinghỉ(công

NhưJIC, Chúng ta sửdụng4 kíhiệu cơbản của ngắt cuối là: Thườngmở(N.O), thường

mở được giữ đóng, thườngđóng(N.C.), vàthườngđóngđược giữmở Chúý sự

khácbiệt giữa tiếpđiểmb0 ởcột3 vàa1 ởcột4 A+ sẽ được cấp nguồn tức thì

khirơleCR được cấp nguồn Côngtắcb0 làmviệc, mặc dù tiếpđiểm là thường

mở

Tiêuchuẩn MỹcóthểcóíchchokĩthuậtbênngoàiUSA Sơ đồ điện JIC được dùngrộng

rảiởChâuÂucholậptrìnhPLC vàcó“Sơ đồ hìnhthang” Chúngtavẽmạch

trongcả2 hệthống

II. Mạch điện – khí nén

Tuỳvàomứcđộphức tạp, Mạchđiều khiển có thể được thiết kếkhôngdùngphântính

logic trước Khitiếnhànhphươngpháp, Sơ đồ mạchđược vẽbằngphươngthử

vàsai Phươngphápnàyứngdụngchomạchđiện dễhơn mạchkhí

Chúngtaxemxétmột sốmạchcơbản Cácmạchnàycóthể là1 mạchnhỏvàlưu trữ

trongthưviện phụlục(SC library)

a Mạch nhân

Đểthực hiện mạchnhâncủa1 nútấnđơn với rơle, chúng ta giảsửrằngấnnútpb1, hai

chức năngđược kích hoạtđồngthời là đènsángvàxilanhdichuyển ra Nếu 2

chức năngnàyluônluônsong hànhvớinhauthìtacóthểdùngnútấn chỉcó1

tiếpđiểm NO đểkíchhoạtchúng; nếu1 trong2 chức năngcònđược kích hoạt

bởi công tắckhác(ởhình4.2 làcuộn hút A) thì ta phảidùngnútấn có 2 tiếpđiểm

NO hay làrole phụcó2 tiếpđiểmriêngbiệt trởlên

Ởhình4.2, xilanhdichuyển khi ta ấn công tắcpb1 hay pb2; ĐènL chỉ sángkhipb1 được

ấn Nhưgiới thiệuởtrướcthìnguồn cấpđược vẽlà2 đườngthẳngsong song,

theotiêuchuẩnChâuÂu

b Mạch giữ:

Mạchgiữgồm 1 rơle, 1 nútấnON choởhình4.3a trongtrạngtháiban đầu (trạngthái

nghỉ) Ắcquiđangcấp 1 nguồn áp, nhưngchưa có dòng trong mạchdo mạchhở

Mộtđầu của cuộn hút rơleđược nối vớinguồn âm củaắcquithôngqua tiếpđiểm

thườngmở(nútấn, tiếpđiểm rơle)

Ởhình4.3 b Ta tácđộngnútấnON Cuộnhútcủa rơleđược cấpnguồnqua tiếpđiểm của

nútấn ON và tiếpđiểm của rơlethayđổi trạngthái, tiếpđiểm thườngmởcủa rơle

sẽ đóngcấp nguồn cho cuộn hút

Ởhình4.3 c khitanhảnútấn ra, rơlevẫnđược cấp nguồnthôngqua tiếpđiểm của rơle

Mạchđược biểu diễnởhình4.3 làkhônghoànchỉnh; cuộn hút sẽ được giữchođến khi

hết nguồnắcqui, trongtrườnghợp bình thường nguồn cấp sẽ được cắt Việc ngắt

nguồn có thể điều khiển bằngtayvới tiếpđiểm thườngđóngnhưhình4.4

Đườngnối từcực âm tới cuộn hút chạyqua tiếpđiểm thườngđóngcủanút ấn‘Off ’ Như

ởhình4.3c, khiấnnút‘Off ’, cuộnhútsẽmấtđiện và khi thảrathìmạchvẫn bị

hởvàcuộndâyvẫnkhôngcóđiện

Hình4.3, 4.4 dùnggiảithíchchosơ đồ mạchcơbản Nhưngtrongcácbản vẽthìkhôngvẽ

cuộn dây và tiếpđiểm củanóthành1 cụm mà vẽriênglẽ Haithànhphần này sẽ

cócácđườngdẫnkhácnhau Chúngtaxemtừngbướctheocácsơ đồ sau:

Hình4.5 a được vẽgiốngnhưhình4.3 nhưngcósựthayđổi nhỏvềvịtrí Tronghìnha thì

rơlevàtiếpđiểm có liên quan với nhau, vídụR1 Tronghìnhb biểu diển sơ đồ

củahìnha theophươngthức riêng biệt Một rơlecóthểcóvàitiếpđiểm, tạo

nhiềukhônggianchosơ đồ, Mỗi cộtđượcđánhsố, vịtrícủa tiếpđiểm rơleđược

ghidưới vịtrí cuộnhút

Nóichung, nguồnđược vẽ2 đườngthẳngsong songlà2 cực Nhưhình4.5 c tathêmvào

Hình4.6 Làsơ đồ mạchđiệntheotiêuchuẩn IEC

c Mạch đảo tiếp điểm:

Côngtắc của Xilanh A (Ngắt cuối) có1 tiếpđiểm thườngmở Nhưngyêucầu là tiếp

điểm thườngđóng, cần rơleđểđổi trạngthái(đảo) Chúng ta xem ví dụ

Nhưhình4.2 ởtrên, XilanhA chỉtrởvềban đầu(xilanhA rahết) khinútấnpb1 nhảra,

trướcđóthìxilanhA ởtrạng tháingược lại (trướcđóxilanhA ởvịtrívàohết)

Bâygiờthìmạchđiện mởrộnggồm 2 mạchcơbản là mạchgiữvàmạchđảo

Tronghình4.7a Côngtắca1 (ngắt cuối) được vẽlàthườngđóng Nhưngthườngtiếp

điểm này là thườngmởnêndùngrơleđểcótiếpđiểm thườngđóngnhưhình

4.7b Sơ đồ mạchkhíđược vẽnhưhình4.2

d. Mạch định thời:

• Xilanh lặp lại.

Ta cần 2 rơlethời gian cho mạch, xilanhA sẽlập lạihànhtrìnhtiến hay lùi với thời gian

trễduytrìởmỗi cuốihànhtrìnhdựavào2 role thời gian Cả haicuộn hút được

cấpnguồnthôngqua rơlethời gian nhưhình4.8

• Đèn nhấp nháy

Chức năngtươngtự cóthể thực hiện chỉvớirole thờigianvàrole trunggian

Khicôngtắc Start đóng, rơlethờigianT1 cónguồn và đènsáng

Sauthời gian đặt, Tiếpđiểm T1 ởcột 3 đóngcấp nguồn cho rơleR1 vàrơlethời gian

T2 Tiếpđiểm thườngđóngcủa R1 ởcột 1 sẽmởrađèntắt, T1 mấtđiện,

tiếpđiểm T1 ởcột 3 mởra, đồngthời tiếpđiểm thườngmởR1 ởcột 4 đóng

lại R1, T2 được cấp nguồnthôngqua tiếpđiểm thườngmởR1 vàtiếpđiểm

T2 ởcột 4

Sauthời gian đặt, tiếpđiểm T2 ởcột 4 mởra, R1 vàT2 mất nguồn Đènsẽsángtrởlại,

trạngtháinàycứlặpđi lập lại

• Mạch xung:

Nhưmạch4.7 xilanhsẽkhônghồi về đượckhinútstart khôngnhảtrướckhipiston chạm

vàovịtría1 Đểtránhđiều này ta mắc nối tiếp ngắt cuối a0 với công tắcnhưhình

4.8a, nhưngkhigiữnútấnthìxilanhmới lặp lại

Đểtránhđiềunàytadùngrơlethời gian cho mạch xungnhưtrongmạchkhí(hình8.9

trongsáchkĩthuậtkhínén) Ta cómạchhoànchỉnhởhình4.10b

• Sự thay đổi chuyển động lặp lại:

Kết hợp 2 rơlethời gian đểđiều khiển chuyển độnglặp lại có trễthờiở2 vịtrícuối Điều

khiểnđược hoạtđộngkhicôngtắcStart làmviệc

Giải pháp đơn giản là mỗi ngắt cuối có 1 bộ địnhthờiđểđiều khiển của cuộn hút điện từ

Rơlethời gian T1 hoạtđộngsaukhicôngtắc Start đónglại Sauthời gian đặt, tiếpđiểm

thườngđóngcủa T1 (N.C) mởra(nhưTR ởcột2), vàT1 được giữthôngqua

tiếpđiểmN.C của T2 nối tiếp với1 tiếpđiểmN.O (nhưR1 cột3 trongmạch),

đồngthời cấpnguồn cho cuộnhútcủa van Khi đến ngắt cuối T2 thì hoạtđộng

giốngnhưT1

2 Điều khiển trình tự (ĐK Chuỗi):

Đểmôtảtrìnhtự điều khiển sựdịchchuyểnxilanh, chúngtadùngsơ đồ bước nhưhình

4.11

Ta kẽcácô vuôngnhưgiấy tập Ta vẽlướiô vuôngnhưhình4.11a Mỗixilanhđược vẽ2

đườngthẳngnằmngang, đườngtrênđại diện cho trạngthái1, đườngdướiđại

diện cho trạngtháinghỉ Hình4.11b: xilanhH ởtrạngtháinghỉtrongbước 1, di

chuyển lên trạngthái1 ởbước 2 và giữ ở trạngtháinàytrongbước3,4 xilanh

quay về0 ởbước 5, và giữtrạngtháiởbước6 Hình4.11c: hoạtđộngcủa 2

xilanhA vàB

• Phương pháp thử và sai

Nếukhôngcókiến thức thiết kếmạchlogic, mạchđiện phảiđược thiết kếtheo“phương

phápthửvàsai” Phươngthứckhôngcónghĩa là may rủi Phải vận dụng suy

nghĩcóphươngpháptheocáchmàtasẽchứngminhsauđây:

Vídụ1: Vẽ một mạchchuỗiA+ B+ A-B-(hình4.11c.) Chúngtabắtđầu vớivan điện từ và

côngtắcổnđịnhképhoạtđộng ở vị trí Start/Stop

Cáinào có điện trước? Cuộn hút A+

Quá trìnhbắtđầu nhưthế nào? Nhấn nút Start

Khinào quá trìnhbắtđầu lại? Khi“B”được tác động

KhinàoA+ ngừng? Khixi lanhB bắtđầu hoạt

động(b0 nhả ra)

Hoạtđộngnàotiếptheo? B+

Khinào B+ có điện? KhiA ngừng(a1 hoạtđộng)

Khinàongừng? KhiCylanhA hồi về (a1 nhả)

Còn quá trìnhnàonữako? Không

Hoạtđộngnàotiếptheo?

A-Khinào A- có điện? KhiB ngừng(b1 hoạtđộng)

Khinàongừng? KhiCylanhB hồi về (b1 nhả)

Còn quá trìnhnàonữako? Không

Hoạtđộngnàotiếptheo?

B-Khinào B- có điện? KhiA ngừng(a0 hoạtđộng)

Khinàongừng? KhiCylanhA hồi về

(b0 nhả)

Còn quá trìnhnàonữako?Không

Phần mạchkhínéncủa sơ đồ mạchrất ít thay đổiởkhuvựcxi lanh, van côngsuất và bộ

điều tốc Sựkhácbiệtởcácmạchchủyếu là ký hiệu, loạivan, ổnđịnhđơn

hay ổnđịnhkép Hình4.13 chỉra1 phần mạchkhíhoànchỉnh

Ví dụ 2: Tìmhiểu chuỗi thực hiện nhiệm vụ ‘ kẹp giữvàkhoanlỗ’ tiêu biểu vẽ ở hình 4.14

Chuỗi phảicónútdừngkhẩn cấpđểngắt toàn bộcáclệnhtrongchuỗikhitình

huốngnguyhiểm xảyra Khibuôngnútấn ra thì chuỗikhôngđược tựphục

hồi Nguồn cấpđóngmởbằngcácnútấnổnđịnhđơn Dùngthêmnút ấn Start

đểbắtđầu chu kỳmới

Nguồnđiện có thể độtnhiênmấttrongkhinguồn khí vẫncòntrongđườngống Đối với

mạchkẹp giữvàkhoan, thiết bịkẹp cầncóvan ổnđịnhképđểtránhnhảrakhi

dừngkhẩn cấp hay mất nguồn, máykhoanphải thu mũi lại ngay lập tức vì

độngcơkhoanđangngừnghoạtđộng, điềunàyđòihỏi phảidùngvan ổnđịnh

Trạngtháiđó xác địnhbởi công tắc cuốihànhtrìnhc0 Ta mắc công tắcOff nối tiếp với c0

vànhưvậycôngtắc chỉcóthểtácđộngkhimàc0 đãđóng

- Công tắchànhtrìnhtrênxi lanhcótiếpđiểm thườngđóngkhông?

Nókhôngcó Ta phảidùngthêm1 role đểgiải quyết vấnđềnàyvàđặttênchorole làRc0

- Hànhtrìnhnàođược thực hiệnđầutiên?

- Làmsaotagiảiquyết vấnđềC-?

C- sau D-, nên nó sẽquyếtđịnhbởid0 CôngtắcnàyđangtácđộngvìD đangởtrạngthái

nghỉ Chúngtađặt1 tiếpđiểmrole vàođườngtới cấp nguồn khởiđộngchocác

role vàgọilà‘Role nhớ’

Mạchđược vẽraờhình4.15

Dòng1: ấnnútON, role CR cóđiện ES nútdừngsựcốngắt nguồnCR đột ngột khi có

nguyhiểm

Dòng2: Role CR đượcduytrìthôngqua nútấnOff vàtiếpđiểm củachínhnó

Dòng3: tiếpđiểm thườngđóngcủa Rc0 mởrakhinguồnđãđóngvàC đangởtrạngthái

nghỉvìc0 ởdòng4 sẽcấp nguồnchorole Rc0 Trongsuốt chu kỳ, tiếpđiểmnày

sẽ đóngvànútOff khôngngắt nguồnđược

Dòng4: tiếpđiểm củaCR cấpnguồnchophần mạchcònlại Khiấn nút dừngsự cốthìtừ

dòng4 trởlênsẽmất nguồn

Dong 5: khiC ởtrạngtháinghỉ(Rc0 đóng) vànútstart đượcấn, Role nhớMR cóđiện và

đóngtiếpđiểm của nó ởdòng6 Cùnglúcđó cuộn hút C+ có điện và vật tải bị

kẹp lại Ta sẽtìmhiểu tiếpđiểm ‘?’ đểngắt mạchgiữlàcáigì

- Chuyểnđộngkếtiếp là gì?

Xi lanhD dichuyểnra.( van ổnđịnhđơn)

Tínhiệuchophépcủa nó là c1

- Liệu sựtồn tại củac1 cóphùhợp với hoạtđộngcủa van ổnđịnhđơn.?

Không, tiếpđiểm của nó đóngsuốt cho đến khi C thu về Ta cóMR Ta cóthểdùngtiếp

điểm thườngmởcủa nó và ngắtMR khiD ởtrạngthái‘1’ Vìvậy, tiếpđiểm ‘?’ ở

trênchínhlàd1

- Liệu ta có thể đặtd1 vàodòng5 hay không?

Không Nóyêucầu1 tiếpđiểm thườngđóngvívậytadùngrole ‘Rd1’

- Liệu C- có thểcóđiệnkhid0 tácđộng?

Được nhưngdo mắc nối tiếp với MR nên phải cắt nó trướckhiC+ cónguồn trởlại cuộn

hútC+ phảiđượcduytrìkhiđã ra hếthànhtrình Tiếpđiểm thườngđóngcủaRc0

sẽmởvàngắt nguồn của cuộn hút C- khi hết chu kỳ

• Hệ thống bậc thang:

Nguyênlýhệthốngbậcthangrole được mô tả ở hình 4.17 nócóthể được mởrộngthêm

nếu cần Cáctiếpđiểmđangđóngởvịtrítênvàsẽchuyển xuốngdướikhicác

cuộn hút có điện Cáccuộnhútđược cấpđiện cho đếnkhinhómcuối cùng được

cấpnguồn

Vídụ1:chochuỗisau: A+, B+, /A-, C+, D+, B-/, C-, D- thiết kếmạchđiệnđiều khiển

Chuỗichiathành2 nhómvàbắtđầu thực hiệnởgiữa nhóm đầutiên

Do điều khiển bằngtaynêntacần2 nútstart vàstop Chuỗi sẽlậpđi lập lại cho đến khi

nútdừngđượcấnởcuối chu kỳ Đểduytrìtínhiệu lặp lại liên tục, tadùngrole và

mạchgiữvàgọinólàCR, một trongcáctiếpđiểm của nó sẽkhởiđộngbướcđầu

tiên

Ngoàiratacũngdùngthêm1 role giữnữađó là R1, tín hiệu cuối cùng củaởnhóm1 sẽ

kíchhoạt nó và tín hiệu cuốicùngnhóm2 sẽngắt nó

Do role chukỳchỉcótácdụngởlệnhđầu tiên của chu kỳnêntacần2 tiếpđiểm của R1:

Một cho lệnhđầutiên, mắc nối tiếp với tiếpđiểm củaCR vàmột mắc trực tiếp vào nguồn

cấp

Hình4.18 vẽramạchđiệnđiều khiển

Role R1 phải là loại ‘đóngtrước khi ngắt’ Mặckhác, khirole nàycóđiệnờdòng5, tiếp

điểm thườngđóngcủa nó ởdòng3 mởsẽtựlàmnómất nguồn Với loại ‘đóng

trước khi ngắt’, tiếpđiểm thườngđóngởdòng6 sẽgiữnguồn cho cuộnhút

Role loại ‘ngắt trước khi đóng’sẽlàmcuộn hút làm việc lập bập

Trongtrườnghợp không có sẵnrole ‘đóngtrước khi ngắt’, cóthểdùngcôngtắc giới hạn

b1 ởdòng5 nối trực tiếplênnguồnchínhởphíatrên, vìb1 khôngthểngăn b0

ngắt nguồn tựgiữ

Vídụ2:

Thiết kếmạchchochuỗiE+, F+, E-, G+, H+, H-, G-,

F-ChiachuỗithànhE+, F+,/ E-, G+, H+/, H-, G-, / hay E+,/ F+, E-, G+, H+/, H-, G-,

F-Cáchthứnhất chia chuỗithành3 nhóm, vàbắtđầu chu kỳngayđầunhóm

Cáchthứhaichiachuỗithành2 nhóm, no đượcưuthíchhơn khi thiết kếmạchkhínén

dùchochukỳbắtđầu giữanhóm Hình4.19 vẽsơ đồ toàndiện theo cách chia

làmhainhóm

Ởdòng1 tathấy tiếpđiểm thườngđóngcủarole GR( trongmạchkhínén, đườngnguồn

cấpđặtởnhóm1) sauđó tớicácnútấnồnđịnhđơnstart/stop rồi tớicôngtắc

hànhtrìnhcủaxi lanh, tínhiệu cuối cùng của chu kỳ Dòngnàycấpnguồn cho

cuộn hút E+, lệnhđầutiêntrongchuỗi Vìe1 làtínhiệu cuốicùngtrongnhóm

nên nó sẽkíchhoạtnhóm2, cónghĩa là role GR có điện

Ởdòng2, nếu ta lấy nguồnchoe1 từnhóm1 ngaysautiếpđiểm thườngđóngởdòng1

của GR thì rất mạo hiểm – nó làm việcđược với loại ‘ đóngtrước khi ngắt ’

nhưnglàmviệc lập bập với loạikia.; cuộn hút mấtđiệndo tiếpđiểm thườngđóng

mởnhưngtaphảiđảm bảo rằngtiếp thườngmở ở dòng3 đãđóngvàduytrì

nguồn cho cuộnhút Khie1 khôngtácđộngthìGR sẽmất nguồn Tốt hơn ta nên

lấy trực tiếp từnguồn cấpchoe1 Tiếpđiểm GR ởdòng3 sẽcấp nguồnchotoàn

bộcáclệnhởnhóm2 vàduytrì chochínhroleGR Role nàybịngắt bởitínhiệu

cuối cùng củanhóm2, chính làh1 Do h1 làtiếpđiểm thườngmởmàtalại cần

tiếpđiểm thườngđóngnênphảidùngthêmrole Rh1 đểchuyểnđổi Tiếpđiểm

ngắt của nó ởdòng2

Lện H- là lệnhđầu tiên ởnhóm1, được cấp nguồn trực tiếp từnguồn của nhóm Thay vì

dùng1 tiếpđiểmkhácnhư ở dòng8 tacóthểnối nó với tiếpđiểm của GR ởdòng

1 như đườngnétđứt

Mạchtrênlàmviệc tốt nhưngchỉcóđiều là 3 cuộnhútH-, G-, F-luôn duytrì nguồn khi hết

chukỳ, tacũngkhôngthểbậthay tắtnguồn củachúng

Đểtiện ngắtnguồn 3 cuộnhútnàykhimáykhônglàmviệc, talắpthêm1 role nữa

Do đó ta có thểdùngcáchchiathứnhất với hệthốngbậcthangcho3 nhóm Ta cũngnên

lắp thêm công tắcON/OFF như ở mạch’kẹp giữvàkhoanlỗ’

3. Nguyên lý mạch bước –stepper principle

Ta nghiêncứu ví dụvềmạchrole bước từ đó có thểmởrộngthànhmạchtiêuchuẩn có

thểlập trình được Lập trình được có nghĩa là chu kỳvẫn có thể điều khiển được

bằngcáchkết nốicáctínhiệuvàovàratới các thiết bịcùngtrongchuỗikhichu

kỳ đangvậnhành

Mỗi một bướcđều có tín hiệuvàovàrariêng, tínhiệu ra chỉ được kích hoạt bởi đúngtín

hiệu vào của nó và khi bước trướcđóđãđược tác động

Hình4.21 Nguyênlýcơbản của mạchrole bước

Đểtạothànhthiết bịchuẩn phổbiến, cóthểkết nối dễdàngvớicácxi lanhvàcôngtắc

bênngoàithìmạch bên trên sẽ được diễn tảnhưsau:

Hình4.22 Mạchrole bước dưới dạng chuẩn

PHỤ LỤC

I. Đơn vị điện áp trong hệ S.I

II. Ký hiệu theo chuẩn IEC

1. Dây dẫn và kết nối:

Nănglượng W J = Vas = Ws J = Joule

Dâydẫnđơn

Cáp3 dây

Điểm nối dây

Đầu nối (trong mạchvòng)

Đầu domino nối dây

Chỗ nối dây dẫn

Chỗ nối giữacácdâydẫn cắtngang

Khecắm–châncái

2. Đèn và thiết bị tín hiệu

3. Thiết bị điện khí nén cơ bản

Kýhiệuchungcủađèn.-Khicần chỉthị

màuthìdùngnhữngkýhiệusau: RD=đỏ;

YE=vàng; GN=xanhlá; Bu=xanhdatrời;

Điều khiển bằng cơ khí

Kết nối cơkhí

Kết nối cơkhícóchỉdẫn chiều quay

Tácđộngtrễ, theohướng từtráisang phải

Tácđộngtrễtheohướngtừphảisang trái

4. Các ký hiệu tiếp điểm

Điều khiển thủykhí, tácđộngđơn

Điều khiển thủykhí, tácđộngkép

Cơcấu tác độngđiện từ

Đồnghồđiện

Tiếp xúc

Ngắt mạch

Chuyển vịtrí(chức năngcôngtắc giới hạn) ký

hiệu đặt ở phía tiếp điểm đang tác động (

không dùng cho các dạng tác động đặc biệt

nhưcần gạt, con lăn)

Hồi bằnglòxo

Khônghồi bằnglòxo

Chuyểnđổi ngắt trước khi đóng

Chuyểnđổiđóngtrướckhingắt

Côngtắc2 trạngthái, vịtrígiữa ngắt

Đóngtiếpđiểm với lò xo hồi

Đóngtiếpđiểmkhôngcólòxo hồi

Mởtiếpđiểm với lò xo hồi

Côngtắc2 trạngthái, vịtrígiữa ngắt, tiếpđiểm

bên trái có lò xo hồi, bênphảithìkhông

Công tắc giới hạn tác động bởi con lăn, đóng

tiếp điểm, không tác động ở trạng thái nghỉ, (

trạngtháitrongsơ đồmạch), cólòxo hồi

Công tắc giới hạn tác động bởi con lăn, mở

tiếp điểm, không tác động ở trạng thái nghỉ, (

trạngtháitrongsơ đồmạch), cólòxo hồi

Công tắc giới hạn tác động bởi con lăn, đóng

tiếp điểm, tác động ở trạng thái nghỉ, ( trạng

tháitrongsơ đồmạch), có lòxo hồi

Công tắc giới hạn tác động bởi con lăn, mở

tiếp điểm, tác động ở trạng thái nghỉ, ( trạng

tháitrongsơ đồmạch), có lòxo hồi

Công tắc vận hành tay, đóng tiếp điểm, có lò

xo hồi, kýhiệuchung

Côngtắc nútấn có lò xo hồi

5. Rơle cơ điện

III. Cấp bảo vệ

Biểu thị: IP * *

Dấu * tượngtrưngcho2 số: số đầu tiên cấpđộ bảo vệ liênquanđến sự vachạm và môi

trường, số thứ 2 chỉ mứcđộ bảo vệ chốnglại nước

Công tắc chọn lựa 3 vị trí, tác động bằng đòn

bẩy, vị trí giữa ngắt, 2 vị trí tiếp điểm 2 bên

khônghồi

Công tắc chọn lựa 2 vị trí, tác động bằng nút

ấn, 2 vịtrítiếpđiểm2 bênkhônghồi

Côngtắc tiệm cận, đóng tiếp điểm khi đến gần

Khôngbảo vệ nhữngphần tử cố

tìnhxâmnhập, nhưnglạikhông

dễ bị ảnhhưởngbởi nhữngphần

tử lớn hơn

1

Bảo vệ khỏi nước rơi thẳngđứngxuống (Chống nước rơi nhiễuxuống)

2 Bảo vệnghiêngnước rơi xuốngvật thể lêntới15 ovới. độ

2 Chốngsựxâmnhập của các

phần tử>12 mm 3

Chốngnướcởmọi góc độnhỏhơn 60o( chốngnướcphun)

3 Chống được các phần tử, vật thể,

dâydẫn…dàyhơn 2.5mm 4

Chốngđược sựtóenướcởmọigócđộ

Ngăn tổn hạido tíchtụbụi,

khôngchốngbụihoàntoàn

6 Chốnglại7

Chốngnướckhibi nhúngvào, dướiđiều kiện áp suất và thờigiancụthể( chốngnhúngnước)

6 Chốngbụi Bảo vệchốngva

Thíchhợp làm việc liên tụcdưới nước, dưới các điều kiệnđặc biệt do nhà máy sản xuấtkhuyến cáo (chốngngập úng )