Đề cương bài giảng thực tập điều khiển khí nén (1TC)

ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN ỐNG CẤP PHÔI 1.1 Mô tả vị trí Xy lanh Ống chứa phôi 1.2 Bài tập Sử dụng xy lanh khí nén để đẩy phôi khỏi ống chứa phôi Bắt đầu dịch chuyển ấn nút thứ Xy lanh thu ấn nút thứ hai Vị trí Signals Xy lanh 1A1 đẩy ra, Xy lanh 1A1 thu về, ấn van nút ấn 1S1 ấn van nút ấn 1S2 1.3 Biểu đồ trạng thái Component Phần tử No số Displ V.trí Bƣớc Step XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN Xy lanh tác động kép Câu hỏi: 1) Đánh dấu đƣờng khí vào (xanh) đƣờng khí xả (đỏ) trình tiến xy lanh 2) Mô tả hoạt động xy lanh trình tiến lùi 3)Vẽ ký hiệu xy lanh hành trình kép: XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 1.5 Xy lanh tác động đơn Có nhiều loại xy lanh tác động đơn:  Loại tròn tiêu chuẩn (Hình 1)  Xy lanh đặc biệt (Hình 2) Thu Duỗi Cần Piston Lò xo Cổng Piston Đường xả Câu hỏi: 1) Đánh dấu khoảng cách hành trình cách so sánh hai trƣờng hợp xy lanh duỗi thu 2) Đánh dấu đƣờng khí nén vào (xanh) đƣờng khí xả (đỏ) trinh tiến xy lanh 3) Mô tả hoạt động xy lanh trình tiến lùi! 4) Mục đích đƣờng xả gì? 5) Vẽ ký hiệu xy lanh tác động đơn! XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 1.6 So sánh xy lanh tác động đơn xy lanh tác động kép Lực xy lanh sinh đƣợc xác định theo bảng sau: Ví dụ: Xy lanh đẩy phôi:  Tác động đơn  Đƣờng kính: 16mm  Hành trình: 50mm  Áp suất: bar Xy lanh đẩy:  Tác động kép  Đƣờng kính:16mm  Hành trình: 80mm  Áp suất: bar Hành trình duỗi Hành trình thu Tìm trị số bảng hoàn thành bảng so sánh: Xy lanh tác động kép Xy lanh tác động đơn Đường kính xy lanh 16mm 25mm 32mm 16mm 25mm 32mm Độ dài hành trình 80mm 100mm 100mm 50mm 50mm 25mm Lực chiều tiến Lực chiều thu So sánh: Tìm đặc điểm khác loại xy lanh đưa ứng dụng điển hình chúng Đặc điểm Lực hành trình Xy lanh tác động kép Xy lanh tác động đơn Tiêu thụ khí Khác Ứng dụng XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 1.7 Sơ đồ khí nén Với loại xy lanh tác động kép Với loại xy lanh tác động đơn 1A1 1A1 1V1 1V1 14 0V 1S2 1S1 0V 12 12 1S1 14 1S2 3 3 Hoàn thiện sơ đồ cho phù hợp với yêu cầu toán! 1.8Danh mục phần tử Số thứ tự Ký hiệu XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN BÀI 2: ĐIỀU KHIỂN XY LANH TỰ ĐỘNG THU VỀ 2.1 Mô tả vị trí 2.2 Bài tập Sử dụng xy lanh tác động kép để đẩy phôi từ ổ chứa Khi phôi đƣợc đẩy tới vị trí, xy lanh phải tự động thu vị trí ban đầu Bắt đầu hoạt động nhấn nút màu xanh Tìm phần tử phù hợp cho việc điều khiển thu về! …………………………………………………………………… Vị trí Tín hiệu Xy lanh 1A1 ra, Ấn van nút ấn 1S1 Xy lanh 1A1 thu về, …………………………… …hoạt động 2.3 Biểu đồ trạng thái Component Phần tử No số Displ Step V.trí Bƣớc XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 2.4 Sơ đồ khí nén Chú ý: Các van, điều khiển cần xy lanh xác định sơ đồ với đường thẳng nối với phần tử tín hiệu Có đánh dấu vị trí bắt đầu cần piston 1A1 1V1 14 12 1S1 0V 1S2 3 Hoàn thiện sơ đồ khí nén theo yêu cầu toán đặt ra! 2.5 Danh mục phần tử Số thứ tự Ký hiệu XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN BÀI 3: ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ XY LANH 3.1 Mô tả vị trí Ống chứa phôi ? 3.2 Bài tập Một xy lanh hành trình kép đẩy phôi khỏi ống chứa phôi nhấn nút ấn Xy lanh tự động thu sau đẩy hết hành trình chạm vào công tắc hành trình Xy lanh đẩy với tốc độ chậm (có thể thay đổi) thu nhanh Vị trí Xy lanh 1A1 đẩy ra, Xy lanh 1A1 thu về, Tín hiệu Ấn van nút ấn 1S1 Van tác động hành trình cữ chặn lăn 1S2 đƣợc tác động 3.3 Biểu đồ trạng thái PhÇn tö Phần tử Sè VÞ trÝ số V.trí B-u-íc Bƣớc XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 3.4 Van điều chỉnh lưu lượng Tốc độ di chuyển xy lanh đƣợc điều khiển van điều khiển lƣu lƣợng Van tiết lưu Van tiết lưu tác động tới lưu lượng khí nén theo hai chiều Giải thích tốc độ di chuyển xy lanh theo hai chiều! Van điều chỉnh lƣu lƣợng chiều Mô tả: Mô tả hoạt động van điều chỉnh lƣu lƣợng chiều cho dòng khí nén từ A - B B - A ! Hãy cho biết xy lanh điều chỉnh tốc độ dịch chuyển hành trình tiến hay hành trình lùi: Hành trình tiến: …………… Hành trình lùi: …………… …………… …………… XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN …………… …………… …………… …………… ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 3.5 Sơ đồ khí nén Hoàn thành sơ đồ khí nén theo yêu cầu toán mô tả! 1A1 1V1 14 12 1S1 0V 1S2 3 3.6 Danh mục phần tử Số thứ tự Ký hiệu XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 10 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 4.6 Hàm - AND Bảng chân lý X (E1) Ký hiệu logic Y (E2) A 1 1 0 0 0 & Chú ý: Hàm logic AND có tín hiệu đầu A, Chức năng: Con trượt seat A X Y Đệm Sơ đồ khí nén : Sơ đồ XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN Sơ đồ 16 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN BÀI 5: ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN VỚI HÀM LOGIC OR 5.1 Mô tả 1S2 1S5 5.2 Bài tập Vị trí ban đầu: Xy lanh 1A1 duỗi đến vị trí cuối hành trình Một xy lanh tác động kép co đẩy phôi từ ổ chứa phôi, xy lanh thu để đẩy phôi nhấn nút 1S2 VÀ van 1S3 tác động Xy lanh tự động duỗi vị trí ban đầu phôi tác động vào van hành trình cữ chặn 1S4 Trong trƣờng hợp phôi ổ chứa phôi, cần pit tông thu nhƣng không duỗi van 1S4 không bị phôi tác động Trong trƣờng hợp xy lanh đƣợc đẩy van nút ấn 1S5 Tìm lời giải cho toán điều khiển trên, cần pit tông duỗi tác động vào van 1S4 HOẶC nhấn nút 1S5 XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 17 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN Xy lanh duỗi chậm (có thể hiệu chỉnh đƣợc) thu nhanh Vị trí Tín hiệu Xy lanh 1A1 thu về, van nút nhấn 1S2 VÀ (AND) van 1S3 tác động van 1S4 HOẶC (OR) nút ấn 1S5 tác động Xy lanh 1A1 duỗi ra, 5.2.1.Biểu đồ trạng thái com ponen t no po s se 5.2.2.Sơ đồ khí nén 1A1 1S3 1V3 1V2 1V1 1S4 14 12 1S2 1S3 XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 1S4 1S5 3 18 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 5.3 Hàm - OR Bảng chân lý X (E1) Y (E2) Ký hiệu logic Phần tử logic khí nén A A >=1 X Y Chú ý: Hàm logic - OR cho tín hiệu đầu A, Van Hoặc Hoạt động: A X Y Thực sơ đồ khí nén : XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 19 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN BÀI 6: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG VỚI TÍN HIỆU TRÙNG LẶP 6.1 Mô tả 1A1 2A1 1S2 2S1 1S3 2S2 6.2 Bài tập Vị trí bắt đầu: Xy lanh 1A1 2A1 thu vị trí ban đầu Xy lanh tác động kép 1A1 vị trí ban đầu (phát 1S2) đẩy phôi khỏi ổ chứa phôi tác động vào van nút ấn 1S1 Sau 1A1 chạm tới vị trí cuối hành trình, tác động van 2S1, xy lanh 2A1 đẩy đóng giữ phôi Khi xy lanh 2A1 đẩy tới cuối hành trình, van 2S2 tác động xy lanh thu Khi xy lanh 2A1 thu tới vị trí cuối hành trình, tác động vào 1S3 xy lanh 1A1 thu vị trí ban đầu Trạng thái Tín hiệu Xy lanh 1A1 đẩy ra, van nút ấn 1S1 VÀ (AND) ………………tác động Xy lanh 2A1 đẩy ra, ……………………………………………………… Xy lanh 2A1 thu về, ……………………………………………………… Xy lanh 1A1 thu về, ……………………………………………………… XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 20 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 6.3 Biểu đồ trạng thái Component No Displ Step 6.4 Sơ đồ khí nén 1A1 2A1 1V3 1V2 2V2 1V4 2V1 14 12 0S1 12 1S2 14 1S1 2V3 1S3 2S1 2S2 3 XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 21 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 6.5 Sự chồng chất tín hiệu Sự chồng chất tín hiệu xảy ra, Trường hợp 1: Một công tắc hành trình (hoặc van) đƣợc tác động nhiều lần chu trình hoạt động sinh tín hiệu khác thời điểm Trường hợp 2: Một công tắc hành trình (hoặc van) đƣợc tác động lâu bƣớc chu trình làm việc Trong trƣờng hợp này, tín hiệu tồn khóa tín hiệu đối lập từ công tắc khác: 1.1 14 12 Tín hiệu (Tín hiệu tồn tại) Ví dụ: Component Phần tử No Số Van nút valve ấn Pushbutton 1S1 Double acting cylinder Xy lanh tác động with adjustable cushioning 1A1 kép với cấu giảm chấn hiệu chỉnh Double actingtác cylinder Xy lanh động with adjustable cushioning kép với cấu giảm chấn hiệu chỉnh Bài tập: Trường hợp 1: Tín hiệu - tác động tín hiệu đối lập - van vị trí ban đầu tín hiệu bị Displ Vị trí Step Bƣớc 1S1 2S1 ext 1S2 1S2 retr 2A1 ext 2S2 1S3 retr Khi xảy chồng chất tín hiệu trƣờng hợp thứ ? Trường hợp 2: Khi xảy chồng chất tín hiệu trƣờng hợp thứ hai ? Giải pháp: Chỉ điều khiển khí nén sử dụng công tắc trƣợt tự phục hồi để xử lý toán chồng chất tín hiệu XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 22 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN BÀI 7: ĐIỀU KHIỂN VAN HAI CUỘN DÂY 7.1 Mô tả Ổ chứa phôi out in S1 S2 7.2 Bài tập Sử dụng xy lanh khí nén 1A1 đẩy phôi khỏi ổ chứa phôi Xy lanh đựợc tác động van hai cuộn dây 5/2 –1V1 Hệ thống bắt đầu hoạt động ấn nút 1S1 Xy lanh thu ấn nút ấn thứ hai 1S2 Trạng thái Tín hiệu Xy lanh 1A1 đẩy ra, Xy lanh 1A1 thu về, 7.3 Giản đồ trạng thái Phần com ponetử nt nSố o pVị o strí Bƣớc se ấn nút ấn 1S1 ấn nút ấn 1S2 XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 23 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 7.4 Van 5/2 - điều khiển gián tiếp – hai cuộn dây Mô tả hoạt động van 5/2 – hai cuộn dây có tác động tay: Chi tiết: Cuộn dây không kích hoạt Cuộn dây kích hoạt Tác động tay Mô tả: Tính chất van hai cuộn dây:  Cuộn dây 1Y1 tác động:  Cuộn dây 1Y1 không tác động:  Cuộn dây 1Y2 tác động:  Cuộn dây 1Y2 không tác động: XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 24 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 7.5 Sơ đồ khí nén Hoàn thành sơ đồ khí nén! Nhắc lại/Bài tập: 1) Tên phần tử 1A: 2) Van 1V1 loại van ? 3) Hoàn thành ký hiệu van 1V1! 4) Hoàn thành tác động van 1V1! a) Ký hiệu cho tác động cuộn dây: b) Ký hiệu cuộn dây: Số van: Ký hiệu cuộn dây: Y Số cuộn dây van 5) : Xy lanh đẩy chậm thu nhanh, hoàn thành sơ đồ sau! 1A 1V1 0V2 0V1 XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 25 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 7.6 Sơ đồ mạch điện Thiết kế sơ đồ mạch điện: 1) Các phần tử điều khiển điện khí nén hoạt động với mức điện áp 24V DC 2) Sơ đồ mạch bắt đầu với nguồn cung cấp 3) Đƣờng dƣơng nguồn +24V vị trí cùng, đƣờng âm nguồn 0V vị trí dƣới sơ đồ 4) Thiết kế sơ đồ điện phần tử chấp hành sơ đồ khí nén: Ký hiệu cuộn dây: Sử dụng ký hiệu từ sơ đồ khí nén: 1Y1, 1Y2 5) Khi dòng điện khép kín mạch từ +24V-đến 0, cuộn dây tác động Để định hướng tốt hơn, cần đánh số đường dòng điện 6) Đƣờng dòng điện kín mạch normally normally open Tiếp điểmclosed Tiếpchanger điểm tiếp điểm đóng Tiếp điểm contact contact contact thƣờng đóng chuyển đổi thƣờng mở công tắc Ký hiệu tiếp điểm: 7) Tác động bởi: operation by: Các tiếp điểm cần thêm ký hiệu tác động, trƣờng hợp nút ấn Ấn pushing Xoay turning Hoàn thành sơ đồ + 24 V = 1V1 1Y1 1Y2 0V XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 26 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 7.7 Lắp đặt phần tử điều khiển điện khí nén Lắp phần tử điều khiển điện khí nén bàn kiểm tra chức hoạt động chúng! (Sử dụng xy lanh tiêu chuẩn dùng giảng dạy thay cho cấu đẩy phôi) a) Gá lắp phần tử lên bàn nhƣ hình trên! b) Nối ống khí nén cho thiết bị! c) Tác động tay để kiểm tra hoạt động van điều khiển 5/2! d) Nối dây cho nút ấn cuộn dây theo sơ đồ điện! Hãy sử dụng cable nối có màu khác nhau: Nối tới +24V = màu đỏ Nối tới 0V Tín hiệu = màu đen = màu xanh e) Bật công tắc nguồn! f) Kiểm tra hoạt động! g) Trình diễn cho giáo viên để đánh giá! XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 27 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN BÀI 8: ĐIỀU KHIỂN HAI XY LANH 8.1.Mô tả 1A1 B1 B2 B3 2A1 B4 8.2 Bài tập Vị trí ban đầu: Xy lanh 1A1 2A1 thu đến vị trí cuối hành trình, phát hai cảm biến tiệm cận B1 B3 Hai xy lanh tác động kép 1A1 2A1 vị trí ban đầu, nhấn nút ấn S1, xy lanh 1A1 đẩy phôi khỏi ổ chứa phôi Sau xy lanh 1A1 duỗi đến vị trí cuối hành trình, cảm nhận cảm biến tiệm cận B2, xy lanh 2A1 duỗi giữ phôi Khi xy lanh 2A1 đến vị trí cuối hành trình, cảm biến tiệm cận B4 tác động hai xy lanh thu đồng thời Xy lanh 1A1 đƣợc điều khiển van 5/2 cuộn dây Xy lanh 2A1 đƣợc điều khiển van 5/2 hai cuộn dây Trạng thái Xy lanh 1A1 duỗi ra, Tín hiệu Nút ấn S1 VÀ (AND) …………………… VÀ (AND) …………………………….tác động Xy lanh 2A1 duỗi ra, ……………………………………………………… Xy lanh 2A1 1A1 thu về, ……………………………………………………… XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 28 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 8.3 Biểu đồ trạng thái Component No Displ Step 8.4 Sơ đồ mạch khí nén B1 B2 B3 B4 2A1 1A1 1V1 1Y1 2V1 2Y1 0V2 2Y2 XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 29 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN Sơ đồ mạch điện XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN NO NC 0V + 24 V K1 K2 10 NO NC 1Y1 1V1 2Y1 2V1 2Y2 8.5 30 ... trình Sơ đồ khí nén: 1A1 1V1 14 12 1S1 0V 1S2 3 XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 13 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN BÀI 4: ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN VỚI HÀM LOGIC AND 4.1 Mô tả vị trí 1S2 1S3 4.2 Bài tập Sử dụng... X Y Đệm Sơ đồ khí nén : Sơ đồ XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN Sơ đồ 16 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN BÀI 5: ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN VỚI HÀM LOGIC OR 5.1 Mô tả 1S2 1S5 5.2 Bài tập Vị trí ban đầu: Xy... Y Thực sơ đồ khí nén : XƢỞNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN 19 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN BÀI 6: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG VỚI TÍN HIỆU TRÙNG LẶP 6.1 Mô tả 1A1 2A1 1S2 2S1 1S3 2S2 6.2 Bài tập Vị trí