Bài 1 mạch logic ứng dụng và các công nghệ sản xuất tự động trong công nghiệp

Các nhà bác học đã xây dựng các cơ sở toán học để tính toán các hàm và các biến chỉ lấy hai giá trị 0 và 1 này, hàm và biến đó đ ợc gọi là hàm và biến logic, cơ sở toán học để tính toán

Bài 1: Mạch logic ứng dụng và các công nghệ

sản xuất tự động trong công nghiệp

1.1 Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n

1.2 C¸c ph ¬ng ph¸p biÓu diÔn hµm logic

1.3 C¸c ph ¬ng ph¸p tèi thiÓu ho¸ hµm

logic

1.4 C¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn

1.5 Mét sè m¹ch ®iÒu khiÓn dïng R¬le

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 2

1.1 Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n

1.1.1 Kh¸i niÖm vÒ logic hai tr¹ng

th¸i 1.1.2 C¸c hµm logic c¬ b¶n

1.1.3 C¸c phÐp tÝnh c¬ b¶n

1.1.4 TÝnh chÊt vµ mét sè hÖ thøc c¬

b¶n

212/07/23 22:43

1.1 Những khái niệm cơ bản

1.1.1 Khái niệm về logic hai trạng thái

Trong cuộc sống các sự vật và hiện t ợng thể ở hai trạng thái nh : sạch và bẩn, đắt và rẻ, giỏi và dốt, tốt và xấu

Trong kỹ thuật có khái niệm về hai trạng thái: đóng và cắt nh đóng điện và cắt điện,

đóng máy và ngừng máy

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 4

Trong toán học ta dùng hai giá trị: 0 và 1,

ta gọi các giá trị 0 hoặc 1 đó là các giá trị logic.

Các nhà bác học đã xây dựng các cơ sở toán học để tính toán các hàm và các biến chỉ lấy hai giá trị 0 và 1 này, hàm và biến đó đ ợc gọi là hàm và biến logic, cơ sở toán học để tính toán hàm và biến logic gọi là đại số logic cũng

có tên là đại số Boole.

412/07/23 22:43

1.1.2 C¸c hµm logic c¬ b¶n

còng chØ nhËn hai gi¸ trÞ: 0 hoÆc 1 th× gäi lµ hµm logic.

1.1.2.1 Hµm logic mét biÕn:

Víi biÕn x sÏ nhËn hai gi¸ trÞ: 0 hoÆc 1, nªn

y 1 , y 2 , y 3

C¸c kh¶ n¨ng vµ c¸c ký hiÖu m¹ch r¬le vµ

®iÖn tö cña hµm mét biÕn nh trong b¶ng 1.1.

) x , , x

, x ( f

) x ( f

y 

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 612/07/23 22:43

1.1.2.2 Hµm logic hai biÕn

gi¸ trÞ 0 vµ 1, nh vËy cã 16 tæ hîp logic t¹o thµnh

16 hµm C¸c hµm nµy ® îc thÓ hiÖn trªn b¶ng1.2.

) x , x ( f

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 812/07/23 22:43

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 1012/07/23 22:43

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 12

1.1.2.3 Hµm logic n biÕn

Víi hµm logic n biÕn, mçi biÕn nhËn mét

mçi tæ hîp biÕn l¹i nhËn hai gi¸ trÞ 0 hoÆc 1, do vËy sè hµm logic tæng lµ:

Ta thÊy:

1 biÕn cã 4 kh¶ n¨ng t¹o hµm,

2 biÕn cã 16 kh¶ n¨ng t¹o hµm, th× 3 biÕn cã 256 kh¶ n¨ng t¹o hµm,

nh vËy, khi sè biÕn t¨ng th× sè hµm cã kh¶ n¨ng t¹o thµnh rÊt lín

) x , , x

, x ( f

1412/07/23 22:43

1 2

2

1 x x x

x 

) x x

( x

x )

x x

( x

x

x 1  2  3  1  2  3  1  2  3

) x x (

x x

).

x x ( x

x

3 2

3 1

3 2

x

) x x

).(

x x

( x

x

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 1612/07/23 22:43

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 18

+ Luật nghịch đảo tổng quát:

(định lý De Morgan)

x

x x

x x

.

x 1 2 3  1  2  3 

x

x

x

x x

1812/07/23 22:43

1.1.4.2 Các hệ thức cơ bản

Một số hệ thức cơ bản th ờng dùng trong đại

số logic đ ợc cho ở bảng 1.5:

số logic đ ợc cho ở bảng 1.5:

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 20

1.2.1 Ph ơng pháp biểu diễn bằng

bảng trạng thái 1.2.2 Ph ơng pháp biểu diễn hình học

1.2.3 Ph ơng pháp biểu diễn bằng

biểu thức đại số 1.2.4 Ph ơng pháp biểu diễn bằng bìa

Karnaugh

1.2

2012/07/23 22:43

1.2.3 Biểu diễn bằng biểu thức đại số

Một hàm logic n biến bất kỳ bao giờ cũng

có thể biểu diễn thành các hàm tổng chuẩn đầy đủ

1 3

2 1 3

2 1 3

2

1 x x x x x x x x x x x x

) x x

x )(

x x

x )(

x x

x )(

x x

x (

f  1  2  3 1  2  3 1  2  3 1  2  3

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 24

1.2.4 Biểu diễn bằng bảng Karnaugh (bìa canô)

Nguyên tắc xây dựng bảng Karnaugh là:

Để biểu diễn hàm logic n biến cần thành lập một bảng có 2n ô, mỗi ô t ơng ứng với một tổ hợp biến Đánh số thứ tự các ô trong bảng t ơng ứng với thứ tự các tổ hợp biến.

Các ô cạnh nhau hoặc đối xứng nhau chỉ cho phép khác nhau về giá trị của 1 biến.

Trong các ô ghi giá trị của hàm t ơng ứng với giá trị tổ hợp biến.

2412/07/23 22:43

VÝ dô : b¶ng Karnaugh cho hµm ba biÕn trªn nh b¶ng 1.7 sau:

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 26

1.3 Các ph ơng pháp tối thiểu hoá hàm logic

Phải quan tâm đến vấn đề tối thiểu hoá hàm logic Bởi vì:

+ Cùng một giá trị hàm logic có thể có nhiều hàm khác nhau, nhiều cách biểu diễn khác nhau,

+ Nh ng chỉ tồn tại một cách biểu diễn gọn nhất, tối u về số biến và số số hạng hay thừa số

đ ợc gọi là dạng tối thiểu.

Tối thiểu hoá hàm logic mang ý nghĩa kinh tế và kỹ thuật lớn.

2612/07/23 22:43

Ví dụ : Hai sơ đồ hình 1.3 đều có chức năng nh nhau.

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 28

1.3.1.Ph ơng pháp tối thiểu hoá hàm logic bằng

biến đổi đại số

ở ph ơng pháp này ta phải dựa vào các tính chất và các hệ thức cơ bản của đại số logic để thực hiện tối giản các hàm logic Nh ng do tính trực quan của ph ơng pháp nên nhiều khi kết quả đ a ra vẫn không khẳng định rõ đ ợc là đã tối thiểu hay

ch a Nh vậy, đây không phải là ph ơng pháp chặt chẽ để cho phép tự động hoá quá trình tối thiểu hoá.

1.3.2.Ph ơng pháp tối thiểu hoá hàm logic dùng

thuật toán

Ph ơng pháp dùng bảng Karnaugh: Đây là

ph ơng pháp thông dụng và đơn giản nhất, nh ng chỉ tiến hành đ ợc với hệ có số biến

Ph ơng pháp Quine Mc Cluskey: Đây là ph

ơng pháp có tính tổng quát, cho phép tối thiểu hoá mọi hàm logic với số l ợng biến vào lớn

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 30

1.4 Các thiết bị điều khiển

Để điều khiển sự làm việc của các thiết bị cần phải có các thiết bị điều khiển

Để đóng cắt không th ờng xuyên ta th ờng dùng áptômát

á ptômát là thiết bị đóng cắt bằng tay có bộ phận bảo vệ quá tải.

Để đóng cắt th ờng xuyên ta dùng công tắc tơ (khởi động từ), công tắc tơ tác dụng nhờ lực hút

điện từ

3012/07/23 22:43

Để bảo vệ ta dùng các rơ le, tuỳ theo nguyên

lý tác động ng ời ta chế tạo nhiều loại thiết bị điều khiển khác nhau nh rơle dòng điện, rơle điện áp, rơle thời gian

Tuỳ theo trạng thái tiếp điểm ng ời ta chia ra các loại tiếp điểm khác nhau

Một số ký hiệu th ờng gặp nh bảng 2.1.

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 3212/07/23 22:43

1.5 Các sơ đồ khống chế động cơ rôto lồng sóc 1.5.1 Sơ đồ khống chế đơn giản

1.5.3 Khởi động động cơ rôto dây quấn theo nguyên tắc thời gian

1.5.5 Công nghệ cắt giấy

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 38

1.5.5 Lựa chọn encoder

3812/07/23 22:43

1.5.5 Công nghệ đóng gói sản phẩm

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 40

1.5.5 Công nghệ đóng gói sản phẩm

4012/07/23 22:43

1.5.5 Công nghệ đục lỗ

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 42

1.5.5 Sử dụng sensor

4212/07/23 22:43

1.5.5 Sử dụng sensor

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 44

1.5.5 Sử dụng sensor

4412/07/23 22:43

1.5.5 Sử dụng sensor

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 46

1.5.5 Sử dụng sensor

4612/07/23 22:43

1.5.5 Sử dụng sensor

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 48

1.5.5 Sử dụng sensor

4812/07/23 22:43

1.5.5 Sử dụng sensor

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 50

1.5.5 Sử dụng sensor

5012/07/23 22:43

1.5.5 Sử dụng sensor

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 52

1.5.5 Điều khiển cửa tự động

1 Nguyên lý hoạt động

5212/07/23 22:43

1.5.5 Điều khiển cửa tự động

2 Mạch điều khiển dùng rơle

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 54

1.5.8 Phân tích mô hình điều khiển máy trộn liệu

5412/07/23 22:43

1.5.9 Phân tích mô hình điều khiển đèn giao thông

12/07/23 22:43 BMC-K.DIENTU 56

1.5.10 Phân tích mô hình tay máy “gắp – đặt”

5612/07/23 22:43

1.5.10 Phân tích mô hình tay máy “gắp – đặt”

Cánh tay máy thực hiện gắp vật trên băng chuyền A bỏ sang băng chuyền B

Trước khi xuất phát, vị trí của cánh tay ở vị trí băng chuyền B (S1 tác động)

Ấn nút Start → Cánh tay quay ngược chiều kim đồng hồ → S2 tác động → Dừng quay, băng chuyền A hoạt động → S3 tác động → Dừng băng chuyền A, gắp vật (A5 = 1) → S4 tác động → Cánh tay quay cùng chiều kim đồng hồ → S1 tác động → Dừng Quay, nhả vật (A5 = 0; S4 = 0); Sau đó thực hiện lặp lại hành trình như trên

Khi có sự cố bất thường xảy ra, ấn Stop → Dừng hệ thống; sau

khi khắc phục xong sự cố → Ấn Reset → Cánh tay tự động quay

về lại vị trí xuất phát ban đầu và dừng tại đây

8 6 7

S3.2

4 2 3 1

S3.0 S3.1

S2.2 S2.0 S2.1

S1.0 S1.2

S4.0

Bµn phÝm cabin

Bµn phÝm tÇng S4.1

5812/07/23 22:43

1.5.11 Phân tích mô hình thang máy

H·m dõng