Cấu trúc hệ thống khí nén tại phòng thí nghiệm

Sinh viên thực hành với các hệ điều khiến khí nén và điện — khí nén theo yêu cầu công nghệ đặt ra 2.. Các phần tử trong mô hình thí nghiệm Gom co các phân tử sau: Trên cơ sở các phân tử

TRUONG DAI HOC HANG HAI VIET NAM

KHOA DIEN - ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THÓNG ĐIỆN

X

BAO CAO THUC HANH

HOC PHAN: DIEU KHIEN& THUY KHI

MA HOC PHAN: 13313

Lớp : Điều khiếển& thủy khí - N02

Sinh viên : Trần Anh Tuấn

MSV : 85401

Nhóm thực hành : THI

HAI PHONG - 4/2022

MUC LUC

PHAN I: GIOI THIEU CHUNG VE THUC HANH - THI NGHIEM CUA MON

;° 2 1

IS 0 0 08.:/ 0 ›¿:1 1

2 Giới thiệu các bộ thí nghiệm 0002221222112 11152115 1111151812125 5811 11 tre 1

PHAN II: NOI DUNG CHI TIET CAC BAI THUC HANH THI NGHIEM 3 BAI 1: CAU TRUC HE THONG KHI NEN TAI PHONG THI NGHIEM 3

IAA.'laiiddit 3

2 Công tác chuẩn bị của sinh viên: - 2 2s SE E1 E171 21 11.21 erkrrrye 3

3 Trang thiết bị cần thiết: - 2S TS E11 TT T1 HH 1 12 tt rau 3

4 Cac noi dung, quy trình: - c 1212211211111 115 1251111551151 110 1115 1151811 vey 3

5 Kết luận, các yêu cầu cần đạt được đối với sinh viên sau khi thực hành: 5

BÀI 2: HỆ THÓNG ĐIÊU KHIẾN BẰNG KHÍ NÉN - 5ä nh reei 16

HF.laiaiddi l6

2 Công tác chuẩn bị của sinh viên: -2- 5 ST EEEEEEx HH He rờn 16

3 Trang thiết bị cần thiết: 2 + E21 HH g1 1 1 1 tre a l6

4 Các nội dung, quy trình: - Ác 1211222112111 1 1511511151151 111gr thờ 17

BÀI 3: HỆ THÓNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN -KHÍ NÉN - Seo 31

HF.laiaiddi 31

2 Céng tac chudn bi cia sinh Vieni occ ccc ccccesceseesessessesseseessesessseseeveetees 31

3 Trang thiết bi cam thidty 00.00 ccccccccccccccsccsccssessessessvssessessvsstsecsvssessseenseeseees 31

4 Các nội dung, quy trinke 00000000 - Ác 1211222112111 1 1511511151151 111gr thờ 32

PHAN I: GIOL THIEU CHUNG VE THUC HANH - THI NGHIEM CUA MON HOC

1 Mục đích thí nghiệm

Giúp sinh viên năm được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách sử dụng các thiết

bị thủy khí đã được học trên lý thuyết

Sinh viên thực hành với các hệ điều khiến khí nén và điện — khí nén theo yêu cầu công nghệ đặt ra

2 Giới thiệu các bộ thí nghiệm

2.1 Bộ thí nghiệm điều khiến bằng khí nén (panel 1)

2.1.1 Các phần tử trong mô hình thí nghiệm

Gom co các phân tử sau:

Trên cơ sở các phân tử của bộ thí nghiệm, sinh viên có thê thực hiện các

bài thí nghiệm điều khiển bằng khí nén như: điều khiển xy lanh kép theo yêu

cầu công nghệ bằng các phương pháp điều khiển khác nhau: bằng tay, tự động theo hành trình

2.2 Bộ thí nghiém diéu khién két hop dién — khi nén (panel 2)

2.2.1 Các phần tử trong mô hình thí nghiệm

Gôm có các phân tử sau:

1 động cơ khí nén

3 xy lanh tác động kép

4 van tiết lưu 1 chiều

5 van 5/2 tác động bằng nam châm điện

6 cảm biến hành trình dạng cảm ứng từ

4 rơle điện 24V

3 rơle điện 220V

2 rơle thời gian

Ngoài ra còn có các nút ân, đèn chỉ báo Tât cả các đâu nôi tới van và xy lanh được ghi ký hiệu và đưa ra cầu đấu ở phía trước

2.2.2 Ứng dụng

Trên cơ sở các phân tử của bộ thí nghiệm, sinh viên có thê thực hiện các

bài thí nghiệm điều khiển bằng khí nén như: điều khiến xy lanh kép theo yêu cầu công nghệ bằng các phương pháp điều khiển khác nhau: bằng tay, tự động theo hành trình, theo thời gian

PHAN II: NOI DUNG CHI TIET CAC BAI THUC HANH THI NGHIEM BÀI 1: CẤU TRÚC HỆ THÓNG KHÍ NÉN TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM

1 Mục tiêu:

1.1 Giúp sinh viên làm quen với các phần tử khí nén

1.2 Giúp sinh viên nam được cấu tao cau các phân tử khí nén

2 Công tác chuẩn bị của sinh viên:

2.1 Chuẩn bị trước nội dung bài thí nghiệm số 1

2.2 Chuân bị trước các nội dung yêu cầu của giáo viên hướng dẫn cho bài thí nghiệm

khí không dầu TMASTER TA 700/30

Hình 7.1: Máy nén khí không dầu TMASTER TA 700/30

—4>—

Hình 1.2: Ký hiệu máy nén khí

Cau tao cơ bản của máy nén khi:

¥ Xilanh ¥ Phot

` Tay quay

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí:

Không khí đi đi từ môi trường bên ngoài vào máy nén, đi qua bộ lọc khí, đến piston Không khí sau khi nén ở nhiệt độ và áp suất cao sẽ được đây qua bình

làm mát Bình làm mát có nhiệm vụ làm mát khí nén rồi truyền đến piston thứ 3,

tại đây không khí được nén với áp suất cao hơn; sau đó khí nén được đây qua hệ thống ống dẫn đến bình chứa khí nén

Thông số kỹ thuật máy nén khí:

-Hình 1.3: Thông số Kỹ thuật máy nén khí không đầu TMASTER TA 700/30

Bảng I.1: Bảng thông số kỹ thuật máy nén khí không dau TMASTER TA 700/30

Dung tích bê chứa 30 lít

4.2 Nhận biết các van đảo chiều

- _ Câu tạo chung của van đảo chiêu:

Bang 1.2: Cau tao chungva kí hiệu các cửa của van đảo chiều

Cấu tạo van đảo chiều Kí hiệu theo ISO Kí hiệu theo

5599 ISO 1219

Cửa nỗi nguồn (từ bộ lọc khí ) 1 P

Cửa nối làm việc 2/46 A,B,C,

Cửa xả khí 3,5,7, R,S,T,

Cửa nối tín hiệu điều khiển 12,14, X.Y,

12)Tin hiệu tác động

(1 Nổ vớ nguồn khí nén aA ae

Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý hoạt động van đảo chiều

Van đảo chiều: khi chưa có tín hiệu tác động vào cửa (12) thì cửa (1) bị chặn và cửa (2) nối với cửa (3) Khi có tín hiệu tác động vào cửa (12), ví dụ tác động bằng dòng khí nén, nòng van sẽ dịch chuyên về phía bên phải, cửa (1) nối với cửa (2) và cửa (3) bị chặn Trường hợp tín hiệu tác động vào cửa (12) mất đi, dưới

tác động của lực lò xo, nòng van sẽ trở về vị trí ban đầu

- _ Nhận biết và đọc thông sô kỹ thuật của các loại van đảo chiêu

Bảng 1.3: Bảng liệt kê các loại van đảo chiều có trong mô hình

vi tri

“không”, tác động bằng nút bam

15 -

8ke/cm?

Van dao chiều 3/2 có

vi tri

“không tác động bằng

Van dao chiều 5/2 có

vi tri

“không”, tác động trực tiếp bằng dòng

không có vị

trị “không”, tác động bằng nam châm điện

và van phụ trợ

0.15- 0.8MPa

và van phụ trợ 0.15-

0.8MPa

4.3 Nhận biết các van tiết lưu, van xả khí nhanh

a) Van tiét luu mét chiéu điều chỉnh bang tay

- Cau tao van tiét lưu:

Hình 1.6: Ký hiệu van tiết lưu một chiều điều khiên bằng tay

- _ Nguyên lý hoạt động van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay:

Tiết diện chảy A, thay đổi bằng điều chỉnh vít điều chính bằng tay Khi

dòng khí nén từ A qua B, lò xo đây màng chắn xuống và dòng khí nén chỉ di qua tiết điện Ax Khi dòng khí nén đi từ B sang A, áp suất khí nén thắng lực lò xò, đây màng chắn lên và như vậy dòng khí nén sẽ đi qua khoảng hở giữa màng chắn và mặt tựa màng chăn, lưu lượng không được điều chỉnh

2

asp

Hình 1.9: Ký hiệu van xả khí nhanh

- _ Nguyên lý hoạt động van xả khí nhanh:

Hình I.10: Van xả khí nhanh

Khi dòng khí nén đi qua cửa P, sé đây pittong trụ sang phải, chắn cửa R, như vậy cửa P nối với cửa A Trường hợp ngược lại, khi đòng khí nén đi từ A, sẽ đây pittong trụ sang trái, chắn cửa P và như vậy cửa A nối với cửa R

4.4 Nhận biết các xy lanh, nút ấn, công tắc hành trình mạch khí nén và điện - khí nén

Bang 1.4: Bang thiết bị mạch khí nén

Tên thiết | Hinh anh Ký hiệu Cấu tạo Nguyên lý

bị hoạt động

11

thông mạch; nha nut thi ho

gian - — Lõi | qua rơ le, dòng

thép điện này sẽ tĩnh chạy qua cuộn

- — Lõi dây bên trong

C _ | bén trong lam

- Tiệp | , ¬

„ đóng hoặc mở điểm ek các tiếp điểm thường

13

Role thời WP Ï Cuộn hút: - Mạch |-ONDELAY:

Xx nam gian được cấp Thường mở cham | nguồn, các tiếp die điểm tác động

đóng chậm: ten | khong tinh thoi

7c - _ Bộ | gian chuyển đổi

tiếp thái và duy trì

điểm trạng thái này

nguồn vào cuộn

14

bao vé

dây, tất cả các tiếp điểm tức thời trở về

và duy trì trạng

thái này.Nếu không cấp nguồn vào cuộn dây nữa thì tất

cả các tiếp điểm tác động

tiếp điểm tác

động có tính thời gian sẽ

chuyển về trạng thái ban đầu

15

Khi duoc cap khí thì sẽ động Motor

5.2 Nắm được chức năng, nguyên lý, cầu tạo, ký hiệu, thông số của các phân tử

5.3 Nộp báo cáo về bài thực hành, thí nghiệm

1ó

BAI 2: HE THONG DIEU KHIEN BANG KHi NEN

1 Mục tiêu:

Giúp sinh viên nắm được các bước thiết kế I hệ thống điều khiển bằng khí nén

2 Công tác chuẩn bị của sinh viên:

2.1 Tim hiéu panel sé 1

2.2 Chuẩn bị trước các nội dung thực hành, thiết kế sơ đồ nguyên lý và các yêu cầu của giáo viên hướng dẫn cho bài thí nghiệm số 2

3 Trang thiết bị cần thiết:

Hình 2.1: Sơ đồ bố trí các thiết bị khí nén trên panel |

17

4.1 Yêu cầu công nghệ

Điều khiển I xylanh kép thực hiện chu trình sau: Khi ấn nút Start, pitong XLI di

ra, nha tay thì pitong XLI lùi về Hệ thống có thể thay đôi tốc độ chuyên động của xy

lanh theo 2 chiều Hệ thông điều khiển thực hiện bằng van đảo chiều 5/2 có vị trí 0 tác

động trực tiếp bằng dòng khí nén vào

18

4.2 Các bước tiễn hành

Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý, chức năng các phần tử

Bang 2.1: Bảng liệt kê thiết bị bai 1

dao có vị trí khí) bị chặn Khi ta thả tay,

1 - dong khi vao | 1 chiêu | “không” tác | dưới tác động lò xo cửa Ì

: van 3/2 động băng | (nguồn) bị chặn, cửa 2 (làm

nut bam việc) thông với cửa 3 (xá khí)

ra

Khi có khí tác động thì cửa

5(xả khí) bị chặn, cửa 4(làm Van dao việc) thông với cửa I(nguôồn)

Van |chiều5/2 |và cửa 3 (xá khí) thông với | „ ,

Điều khiên đảo có vị trí cửa 2 (làm việc) Khi không có

2 - dong khi vao | 1 chiêu | “không” tác | khí, dưới tác động của lò xo

: \ van 3⁄2 động băng | cửa I(nguôn) thông với cửa 2

khí nén (làm việc), cửa 4(làm việc)

thông với cửa 5(xả khí),cửa 3 (xả khí) bị chặn

Van tiết Vít điệu Tet diện chay A, thay đôi Điều chỉnh tốc

3 | lưumột chỉnh băng bang điều chỉnh vít điêu chỉnh độ dịch chuyển | 2 chiều tay băng tay Khi dòng khí nén từ của xy lanh

- Khe hở A quaB, lò xo đây màng chăn

19

co tet nén di từ B sang A, áp suất khí

diện nén thăng lực lò xò, đây màng

- Lò xo chăn lên và như vậy dòng khí

- Màng nén sẽ đi qua khoảng hở giữa

chắn màng chắn và mặt tựa mảng

chắn, lưu lượng không được

điều chỉnh

oa Dưới tác động áp suất khí nén Ta

Xy lanh | Tác động Ộ a La thiet bi can

oo làm thay đôi trạng thái xy lanh | _ „ kép | hai chiêu (2 hành trình đi ra và trở về) điều khiên

Thiết kế mạch động lực và điều khiển khí nén.(có mô phỏng kiểm tra)

20

Hình 2.3: Sơ đồ mạch động lực và điều khién khi nén bai |

- _ Đầu nối các phần tử trên mô hình theo sơ đồ nguyên lý

21

Hình 2.4: Lắp đặt trên thiết bị mô phỏng bai 1

Nhận xét:

® Mạch chạy ôn định và hoạt động đúng như trong mô phỏng

© Cac thiết bị hoạt động ôn định

Bài toán 2:

4.1 Yêu cầu công nghệ

Điều khiển I xylanh kép thực hiện chu trình sau: Khi ấn nút Start, pittong XLI đi

ra, khi ân nút Stop pittong XLI lùi về Hệ thống có thê thay đôi tốc độ chuyên động của

xy lanh theo 1 chiều, chiều còn lại tăng tốc bằng xả khí nhanh Hệ thống điều khiển thực hiện bằng van đảo chiều 5/2 không có vị trí 0 tác động trực tiếp bằng đòng khí nén vào

4.2 Các bước tiễn hành

- Tim hiéu cau tao, nguyên lý, chức năng các phần tử

22

Bang 2.2: Bang liét ké thiét bi bai 2

vị trí “không” chặn, cửa 4(làm việc) thông | vào van

Van tác động bằng với cửa l(nguôn) và cửa 3

đảo khí nén (xả khí) thông với cửa 2

1 ` (làm việc) Khi có khí ở bên 1 chiêu vn v2 ˆ ¬-

phải tác động thì cửa

5/2 l(nguôn) thông với cửa 2 À ^ kh Sa

(làm việc), cửa 4(làm việc) thông với cửa 5(xả khí),cửa

3 (xả khí) bị chặn

Van đảo chiều | Khi ta tác động bằng nút | Điều khiển

3/2c6 vitri | bam thì cửa l (nguồn) | đòng khí

Van “không” tác thông với cửa 2 (lam viéc) | vào van

đảo động bin g nút và cửa 3 (xá khí) bị chặn

2 chiều ` bám „ Khi ta thả tay, dưới tác : ae 2 3/2 động lò xo cửa l (nguồn)

bị chặn, cửa 2 (làm việc)

thông với cửa 3 (xả khí) ra

3_ | Van tiết |- Vít điều Tiết diện chảy A, thay đổi |Điều khiển| 1

lưu | chỉnh bằng bằng điều chỉnh vít điều | tốc độ ra vào

chiều tay chỉnh bằng tay Khi dòng | của Xilanh

- Khe hở có khí nén từ A qua B, lò xo

tiết diện đây màng chăn xuông và

dòng khí nén chỉ đi qua tiết

23

- Lo xo

- Mang chan

dién Ax Khi dong khi nén

đi từ B sang A, áp suất khí

nén thăng lực lò xò, đây

màng chắn lên và như vậy dòng khí nén sẽ di qua khoảng hở giữa màng chắn

và mặt tựa màng chắn, lưu lượng không được điều

lanh chiều nén làm thay đôi trạng thái | cân điêu

xy lanh (2 hành trình đi ra | khién

kép eee

và trở về)

Gồm có I cửa | Khi dòng khí nén đi qua | Xá khí

xả khí nhanh | cửa P, sẽ day pitong trụ|nhanh ra

và 2 cửa dẫn | Sang phải, chăn cửa R, như ngoài

" vậy cửa P nối với cửa A

Van xa khi vao _

Trường hợp ngược lại, khi khí r dòng khí nén đi từ A, sẽ đây ,

nhanh pittong trụ sang trái, chắn

cửa P và như vậy cửa A nỗi

với cửa R

Thiết kế mạch động lực và điều khiển khí nén.(có mô phỏng kiểm tra)

24

Hình 2.5: Sơ đồ mạch động lực và điều khiến khí nén bài 2

- _ Đầu nối các phần tử trên mô hình theo sơ đồ nguyên lý

Hình 2.4: Lắp đặt trên thiết bị mô phỏng bài 2

25

® Mạch chạy ôn định và hoạt động đúng như trong mô phỏng

© Cac thiết bị hoạt động ôn định

Bài toán 3:

4.1 Yêu cầu công nghệ

Điều khiến I xylanh kép thực hiện chu trình sau: Tại vị trí đầu S1, khi nhấn nút

Start, pittong XL1 di ra cham vao cam biến S2 thì pItong XLI thực hiện hành trình

ngược, lùi về tới khi chạm vào cảm biến S1 thì hệ thống dừng chờ lệnh điều khiên tiếp

theo Hệ thống điều khiển thực hiện bằng các van đảo chiều 5/2 tác động trực tiếp bằng đòng khí nén vào

Chu trình công nghệ như sau: XLI+ —>XLI -

4.2 Các bước tién hành

- Tim hiéu cấu tạo, nguyên lý, chức năng các phân tử

Bảng 3.3: Bảng liệt kê thiết bị bài 3

Van đảo Khi có khí ở bên trái tác động | Điều khiển

chiều 5/2 thì cửa 5(xả khí) bị chặn, cửa | dong khí vào

không có vị |4(làm việc) thông với cửa | van

trí “không” | (nguồn) và cửa 3 (xả khí)

Van đảo

4 tác động thông với cửa 2 (làm việc) Khi

1 chiêu ` 1

%2 băng khi có khí ở bên phải tác động thì

nén cửa l(nguồn) thông với cửa 2

(làm việc), cửa 4(làm việc) thông với cửa 5(xả khí),cửa 3 (xả khí) bị chặn

2ó