Giao trinh Dieu khien dien khi nen

BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Môn học:Điều Khiển Điện Khí Nén NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số:120/QĐ-TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013 của Tổng cục trưởng Tổng cục Dạy nghề Năm 2013 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm 2 LỜI NÓI ĐẦU Mức độ tự động hóa của thiết bị, chất lượng chế tạo cao, độ chính xác cao, độ tin cậy lớn thì các máy và cụm kết cầu được dùng là truyền động cơ khí – khí nén – điện. Thông tin chuyền tải dưới dạng các năng lượng đó phải là tín hiệu tương tự, nhị phân và tín hiệu số, được xử lý với vận tốc nhanh. Giáo trình mô đun Điều khiển điện - khí nén đóng góp một phần bổ sung kiến thức mới về điều khiển tự động hóa. Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp ở trình độ CĐN và TCN, giáo trình mô đun Điều khiển điện khí nén là một trong những giáo trình đào tạo chuyên ngành tự động hóa trong công nghiệp được biên soạn theo nội dung chương trình khung, chương trình dạy nghề đã được Bộ Lao động -Thương binh và Xã hội và Tổng cục dạy nghề phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau. Nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao. Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 120 giờ gồm có: Bài 1: Giới thiệu hệ thống điều khiển điện khí nén Bài 2: Các phần tử trong hệ thống điện khí nén Bài 3: Thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống điều khiển điện khí nén Bài 4: Vận hành và kiểm tra hệ thống điều khiển điện - khí nén Bài 5: Tìm và sửa lỗi trong hệ thống điều khiển điện - khí nén Tuy nhiên, tuy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các trường có thề sử dụng cho phù hợp. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn sẽ hiện chỉnh hoàn thiện hơn sau thời gian sử dụng. Đồng Nai, Ngày 10 tháng 06 năm 2013 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: TS Lê Văn Hiền 2. KS. Trần Đức Long 3 MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1 LỜI NÓI ĐẦU 2 NGÀY NAY CÔNG NGHỆ KHÍ NÉN ĐANG ĐƯỢC KHOA HỌC ÁP DỤNG MỘT CÁCH PHỔ BIẾN ĐỂ CHẾ TẠO CÁC LOẠI MÁY MÓC PHỤC VỤ CHO PHÁT TRIÊN SẢN SUẤT TRONG CUỘC SỐNG 12 1. CÁC LOẠI VAN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN. 18 1.1. Van đảo chiều 18 1.2. Van chặn 25 1.3. Van ết lưu 25 1.4. Van áp suất 27 1.5. Van logic 29 2. CÁC PHẦN TỬ ĐIỆN. 37 2.1. Công tắc 37 2.2. Nút ấn 37 2.3. Rơ le 38 2.4. Công tắc hành trình điện – cơ 38 2.5. Công tắc hành trình nam châm 39 2.6. Cảm biến cảm ứng từ 41 2.7. Cảm biến điện dung 43 2.8. Cảm biến quang 45 3.1. Xy lanh 48 3.2 Biểu diễn quá trình hoạt động của hệ thống bằng biểu đồ trạng thái 49 1. NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN. 60 1.1 Các phần tử điện: 60 1.3 Thiết kế mạch điện điều khiển theo tầng sử dụng phương pháp chuỗi bước có xóa 64 Thiết kế được mạch điều khiển có cảm biến ệm cận – hành trình tự thu về của xy lanh và van điều khiển hướng không sử dụng lò xo và Cảm biến ệm cận với rơle. Ứng dụng điều khiển xy lanh với hàm AND, OR 68 2.2. Cảm biến ệm cận với rơle 70 2.3. Điều khiển xy lanh với hàm AND, OR 73 2.4. Điều khiển xy lanh với van một cuộn dây – Điều khiển tự duy trì 74 3. ĐIỀU KHIỂN HAI XY LANH 75 3.1. Điều khiển trạm phân phối làm việc một chu trình 75 3.2. Điều khiển trạm phân phối làm việc lớn hơn một chu trình 77 4.BIỂU ĐỒ TRẠNG THÁI. 80 2. ĐIỀU KHIỂN XY LANH BẰNG CẢM BIẾN TIỆM CẬN . 102 - Mục êu: 102 2.1 Các mạch sử dụng cảm biến đơn giản 102 2.3.Mạch TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐẮK LẮK KHOA ĐIỆN Đ GIÁO TRÌNH ắk Lắ k - - ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN đẳ ng ng Mã mơ đun: MĐ15 NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Tr ườ ng C ao Trình độ: Cao đẳng nghề Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Ban ThS Chu Văn Đức Lưu hành nội bộ, 2014 ng ườ Tr C ao ng đẳ ng ắk Đ Lắ k ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN đẳ ng ng Đ ắk Lắ k Bài: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHÍ NÉN Sự phát triển kỹ thuật khí nén Khả ứng dụng khí nén 2.1 Trong lĩnh vực điều khiển 2.2 Trong hệ thống truyền động Một số đặc điểm hệ truyền động khí nén Ưu nhược điểm hệ thống truyền động khí nén 4.1 Ưu điểm 4.2 Nhược điểm Đơn vị đo hệ thống điều khiển 5.1 Áp suất 5.2 Lực 5.3 Công 5.4 Công suất 5.5 Độ nhớt động Cơ sở tính tốn khí nén 6.1 Các đại lượng vật lý 6.2 Phương trình trạng thái nhiệt động học 6.3 Phương trình dòng chảy 11 6.4 Lưu lượng khí nén qua khe hở hẹp 12 6.5 Tổn thất áp suất hệ thống điều khiển khí nén 12 Tr ườ ng C ao Bài: MÁY NÉN KHÍ VÀ THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ NÉN 17 Máy nén khí 17 1.1 Nguyên tắc hoạt động phân loại máy nén khí 17 1.2 Máy nén khí kiểu pít - tơng 17 1.3 Máy nén khí kiểu cánh gạt 20 1.4 Máy nén khí kiểu trục vít 21 1.5 Máy nén khí kiểu Root 22 1.6 Máy nén khí kiểu Tuabin 23 1.7 Máy nén khí kiểu ly tâm 23 Thiết bị xử lý khí nén 24 2.1 Yêu cầu khí nén 24 2.2 Các phương pháp xử lý khí nén 24 2.3 Bộ lọc 26 Bài: THIẾT BỊ PHÂN PHỐI VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH 29 Thiết bị phân phối khí nén 29 1.1 Yêu cầu 29 1.2 Bình trích chứa 29 1.3 Mạng đường ống 30 Cơ cấu chấp hành 31 Trang ThS NGUYỄN VĂN BAN 2.1 Xy – lanh 31 2.2 Động khí nén 34 Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k Bài: CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 37 Khái niệm 37 Van đảo chiều 38 2.1 Nguyên lý hoạt động 38 2.2 Ký hiệu van đảo chiều 38 2.3 Tín hiệu tác động 39 2.4 Van đảo chiều có vị trí “khơng” (khơng trì) 40 2.5 Van đảo chiều khơng có vị trí “khơng” (có trì) 43 Van chắn 44 3.1 Van chiều 44 3.2 Van logic OR 45 3.3 Van logic AND 45 3.4 Van xả khí nhanh 45 Van tiết lưu 46 4.1 Van tiết lưu có tiết diện khơng thay đổi 46 4.2 Van tiết lưu có tiết diện thay đổi 46 4.3 Van tiết lưu chiều điều chỉnh tay 46 Van áp suất 47 5.1 Van an toàn 47 5.2 Van tràn 47 5.3 Van điều chỉnh áp suất 47 5.4 Rơle áp suất 48 Van điều chỉnh thời gian 48 6.1 Rơle thời gian đóng chậm 48 6.2 Rơle thời gian ngắt chậm 48 Van chân không 49 Cảm biến khí nén 49 8.1 Cảm biến tia rẽ nhánh 49 8.2 Cảm biến tia phản hồi 49 Phần tử khuếch đại 50 10 Phần tử chuyển đổi tín hiệu 50 10.1 Phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén – điện 50 10.2 Phần tử chuyển đổi tín hiệu điện – khí nén 52 Bài: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN BẰNG KHÍ NÉN 53 Khái niệm điều khiển 53 Các phần tử mạch logic 53 2.1 Phần tử NOT 53 2.2 Phần tử AND 54 Trang ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN Đ ắk Lắ k 2.3 Phần tử NAND 54 2.4 Phần tử OR 54 2.5 Phần tử NOR 55 2.6 Phần tử X- OR (EXC – OR) 55 2.7 Phần tử X-NOR (EXC – NOR) 55 Lý thuyết đại số Boole 55 3.1 Quy tắc đại số Boole 55 3.2 Công thức định lý 57 3.3 Biểu đồ Karnaugh 58 3.4 Phần tử nhớ 59 Biểu diễn phần tử logic khí nén 60 4.1 Phần tử NOT 60 4.2 Phần tử OR NOR 60 4.3 Phần tử AND NAND 61 4.4 Phần tử EXC - OR 62 4.5 RS - Flipflop 62 4.6 Phần tử thời gian 63 Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Bài: THIẾT MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 65 Biểu diễn chức trình điều khiển 65 1.1 Biểu đồ trạng thái 65 1.2 Sơ đồ chức 66 1.3 Lưu đồ tiến trình 70 Phân loại phương pháp điều khiển 71 2.1 Điều khiển tay 71 2.2 Điều khiển tùy động theo thời gian 72 2.3 Điều khiển tùy động theo hành trình 74 2.4 Điều khiển theo chương trình cấu chuyển mạch 79 2.5 Điều khiển theo tầng 79 2.6 Bài luyện tập 83 2.7 Điều khiển theo nhịp 84 Các phần tử điện khí nén 89 3.1 Van đảo chiều điều khiển nam châm điện 89 3.2 Các phần tử điện 91 Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén 97 4.1 Nguyên tắc thiết kế 97 4.2 Mạch dạng xung khí nén 98 4.3 Mạch trigơ trạng thái bền khí nén 98 4.4 ...z Trường Trung Cấp KTNV Cái Bè Khoa Kỹ Thuật – Nghiệp Vụ  Giáo trình ĐIỀU KHIỂN ĐIỆNKHÍ NÉN Biên Soạn: Nguyễn Đỗ Công Hiến Giáo trình điều khiển điện- khí nén Trường Trung Cấp KTNV Cái Bè Khoa Kỹ Thuật – Nghiệp Vụ PHẦN I: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN- KHÍ NÉN .6 BÀI 1: CỞ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐIỆN- KHÍ NÉN Lịch sử phát triển đặc trưng hệ thống điều khiển khí nén 1.1 Vài nét phát triển .6 1.2 Những đặc trưng khí nén 1.3 Ưu, nhược điểm hệ thống truyền động khí nén 1.3.1 Ưu điểm: .8 1.3.2 Nhược điểm: .8 Đơn vị đo hệ thống điều khiển 2.1 Áp suất 2.2 Lực 2.3 Công .9 2.4 Công suất .9 2.5 Độ nhớt động Một số định luật sử dụng hệ thống khí nén 10 3.1 Thành phần hóa học khí nén 10 3.2 Phương trình trạng thái nhiệt động học 10 Khả ứng dụng khí nén 12 4.1 Trong lĩnh vực điều khiển .12 4.2 Hệ thống truyền động 13 BÀI 2: MÁY NÉN KHÍ VÀ THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ NÉN 15 Máy nén khí hệ thống khí nén 15 1.1 Khái quát chung 15 1.2 Máy nén khí 16 1.2.1 Nguyên lý hoạt động phân loại máy nén khí 16 1.2.2 Máy nén khí kiểu pittông 17 Giáo trình điều khiển điện- khí nén Trường Trung Cấp KTNV Cái Bè Khoa Kỹ Thuật – Nghiệp Vụ 1.2.3 Máy nén khí kiểu cánh gạt 21 1.2.4 Máy nén khí kiểu trục vít 23 1.2.5 Máy nén khí kiểu Root 25 1.2.6 Máy nén khí kiểu ly tâm 26 1.3 Hệ thống khí nén .33 Thiết bị xử lý khí nén .34 2.1 Yêu cầu khí nén 34 2.2 Các phương pháp xử lý khí nén .35 2.3 Bộ lọc 39 BÀI 3: HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHÂN PHỐI KHÍ NÉN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH 43 Hệ thống thiết bị phân phối khí nén .43 1.1 Yêu cầu .43 1.2 Bình trích chứa khí nén 44 1.3 Mạng đường ống dẫn khí nén 44 * Hệ thống đường ống dẫn khí số nhà máy .46 Cơ cấu chấp hành 47 2.1 Khái niệm 47 2.2 Xy lanh 47 2.2.1 Xy lanh tác động đơn ( xylanh tác động môt chiều) 47 2.2.2 Xy lanh tác động chiều (xy lanh tác động kép) .48 2.3 Động khí nén 49 2.3.1 Khái niệm chung 49 2.3.2 Động bánh 49 2.3.3 Động trục vít 50 2.3.4 Động cánh gạt 50 2.3.5 Động Tuốcbin .52 Giáo trình điều khiển điện- khí nén Trường Trung Cấp KTNV Cái Bè Khoa Kỹ Thuật – Nghiệp Vụ BÀI 4: CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN .53 Khái niệm 53 Các phần tử khí nén 54 2.1 Van đảo chiều 54 2.1.1 Nguyên lí hoạt động 54 2.1.2 Ký hiệu van đảo chiều .54 2.1.3 Tín hiệu tác động 56 2.1.4 Van đảo chiều có vị trí “ không” 58 2.1.5 Van đảo chiều vị trí “ không” .64 66 2.2 Van chặn 67 2.2.1 Van chiều 67 2.2.2 Van logic OR 67 2.2.3 Van lôgic AND 68 2.2.4 Van xả khí nhanh .68 2.3 Van tiết lưu .69 2.3.1 Van tiết lưu có tiết diện không thay đổi 69 2.3.2 Van tiết lưu có tiết diện điều chỉnh 69 2.3.3 Van tiết lưu chiều điều chỉnh tay 69 * Hình ảnh van tiết lưu kèm van chiều 70 2.4 Van áp suất .71 2.4.1 Van an toàn .71 2.4.2 Van tràn .71 2.4.3 Van điều chỉnh áp suất 71 2.4.4.Rơ le áp suất 73 2.5.Van điều chỉnh thời gian 74 Giáo trình điều khiển điện- khí nén Trường Trung Cấp KTNV Cái Bè Khoa Kỹ Thuật – Nghiệp Vụ 2.5.1 Van điều chỉnh thời gian đóng chậm 74 2.5.2 Rơ le thời gian ngắt chậm 74 2.6 Cảm biến tia 75 2.6.1 Cảm biến tia rẽ nhánh 75 2.6.2 Cảm biến tia phản hồi 76 2.6.3 Cảm biến tia qua khe hở 77 Các phần tử điện, điện- khí nén TRNG CAO NG NGH LT KHOA IN - IN T Giỏo trỡnh IU KHIN IN KH NẫN LU HNH NI B NM 2013 LI NểI U Giỏo trỡnh iu khin in khớ nộn ny c biờn son theo chng trỡnh khung o to mụ un ngh t chn chuyờn ngnh in Cụng Nghip bc cao ng ca B Lao ng thng binh v Xó hi Ti liu ny l loi giỏo trỡnh ni b dựng nh trng vi mc ớch lm ti liu ging dy cho giỏo viờn v hc sinh, sinh viờn nờn cỏc ngun thụng tin cú th c tham kho Giỏo trỡnh trỡnh by nhng ct lừi nht ca mụ un iu khin in khớ nộn Cỏc bi hc c trỡnh by ngn gn, cú nhiu vớ d v hỡnh nh minh ho Giỏo trỡnh gm cú chng: Chng 1: C s lý thuyt v khớ nộn Chng 2: Mỏy nộn khớ v thit b x lý khớ nộn Chng 3: Thit b phõn phi v c cu chp hnh Chng 4: Cỏc phn t h thng iu khin Chng 5: C s lý thuyt iu khin bng khớ nộn Chng 6: Thit k mch iu khin in khớ nộn Cui mi chng u cú cõu hi ụn v bi sinh viờn luyn Chỳng tụi mong rng cỏc sinh viờn t tỡm hiu trc mi v kt hp vi bi ging trờn lp ca giỏo viờn vic hc mụn ny t hiu qu Trong quỏ trỡnh ging dy v biờn son giỏo trỡnh ny, chỳng tụi ó nhn c s ng viờn ca quý thy, cụ Ban Giỏm Hiu nh trng cng nh nhng ý kin ca cỏc ng nghip khoa in in t Chỳng tụi xin chõn thnh cm n v hy vng rng giỏo trỡnh ny s giỳp cho vic dy v hc mụ un iu khin in khớ nộn ca trng chỳng ta ngy cng tt hn Mc dự ó rt n lc, song chc khụng th khụng cú thiu sút Do dú chỳng tụi rt mong nhn c nhng gúp ý sa i b sung thờm giỏo trỡnh ngy cng hon thin qua a ch: Khoa in in t, trng Cao ng Ngh Lt , email: dien@cdndalat.edu.vn Lõm ng, Ngy 20 thỏng 07 nm 2013 KHOA IN - IN T Trnh Hi Thanh Bỡnh MC LC CHNG C S Lí THUYT V KH NẫN 12 1.1 Tng quan 12 1.1.1 Khỏi nim chung 12 1.1.2 S phỏt trin ca k thut khớ nộn 12 1.2 Kh nng ng dng ca khớ nộn 13 1.2.1 Trong lnh vc iu khin 13 1.2.2 Trong cỏc h thng truyn ng 13 1.3 Nhng c trng ca khớ nộn 14 1.4 u nhc im ca h thng truyn ng bng khớ nộn 15 1.4.1 u im 15 1.4.2 Nhc im 15 1.5 C s lý thuyt khớ nộn 17 1.5.1 c tớnh ca khớ 17 1.5.2 nh lut khớ lý tng 17 1.5.3 p sut 19 1.5.4 Lc 20 1.5.5 Lu lng 20 1.5.6 Cụng 21 1.5.7 Cụng sut 21 1.5.8 nht ng 21 1.6 C s tớnh toỏn khớ nộn 22 1.6.1 Phng trỡnh trng thỏi nhit ng hc 22 1.6.2 m khụng khớ 23 1.6.3 Phng trỡnh dũng chy 23 1.6.4 Lu lng khớ nộn qua khe h 24 1.6.5 Tn tht ỏp sut ca khớ nộn 25 1.7 C s iu khin in khớ nộn 26 1.7.1 Cu trỳc c bn ca h thng iu khin t ng khớ nộn 26 1.7.2 Cỏc phng phỏp iu khin t ng h thng khớ nộn 26 BI TP CHNG 30 CU HI ễN TP CHNG 31 CHNG 2.1 MY NẫN KH V THIT B X Lí KH NẫN 32 Mỏy nộn khớ 32 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 Nguyờn tc hot ng v phõn loi mỏy nộn khớ 32 Mỏy nộn khớ kiu pớt - tụng 33 Mỏy nộn khớ kiu cỏnh gt 34 Mỏy nộn khớ kiu trc vis 35 Mỏy nộn khớ kiu Root 36 Mỏy nộn khớ kiu tua bin 37 2.2 Thit b x lý khớ nộn 37 2.2.1 Yờu cu v khớ nộn 37 2.2.2 Cỏc phng phỏp x lý khớ nộn 38 2.2.3 B lc 41 BI TP CHNG 44 CU HI ễN TP CHNG 44 CHNG THIT B PHN PHI V C CU CHP HNH 45 3.1 Thit b phõn phi khớ nộn 45 3.1.1 Bỡnh trớch cha 45 3.1.2 Mng ng ng 46 3.2 C cu chp hnh 47 3.2.1 Xy lanh 47 3.2.2 ng c khớ nộn 49 BI TP CHNG 51 CU HI ễN TP CHNG 51 CHNG 4.1 CC PHN T TRONG H THNG IU KHIN 52 Khỏi nim 52 4.2 Van o chiu 52 4.2.1 Nguyờn lý hot ng 53 4.2.2 Ký hiu van o chiu 53 4.2.3 Tớn hiu tỏc ng 54 4.2.4 Van o chiu cú v trớ ( khụng trỡ) 55 4.2.5 Van o chiu khụng cú v trớ ( cú trỡ) 57 4.3 Van chn 59 4.3.1 Van mt chiu 59 4.3.2 Van logic OR 59 4.3.3 Van logic AND 60 4.3.4 Van x khớ nhanh 60 4.4 Van tit lu 61 4.4.1 Van tit lu cú tit din khụng thay i Giáo trình điều khiển điện – khí nén CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG KHÍ NÉN * MỤC ĐÍCH YÊU CẦU - Mục đích Trang bị cho người đọc phương pháp thiết kế mạch điều khiển khí nén – khí nén Từ người đọc có khả ứng dụng thiết kế mạch khí nén theo yêu cầu - Yêu cầu: + Thiết kế mạch điều khiển trực tiếp xilanh + Thiết kế mạch điều khiển gián tiếp xilanh + Thiết kế mạch điều khiển theo thời gian + Thiết kế mạch điều khiển theo áp suất + Thiết kế mạch điều khiển theo nhịp + Thiết kế mạch điều khiển theo tầng Bài 1: Biểu diễn chức trình điều khiển: Trong hệ thống gồm nhiều mạch điều khiển Hơn trình điều khiển, nhiều hệ thống kết hợp với nhau, ví dụ: điều khiển khí nén kết hợp với điện, thủy lực… Để đơn giản trình điều khiển, phần trình bày cách biểu diễn chức trình điều khiển, gồm có: Biểu đồ trạng thái, sơ đồ chức lưu đồ tiến trình I Biểu đồ trạng thái: Ký hiệu: Hình 5.1: Ký hiệu biểu diễn biểu đồ trạng thái Khoa Điện – Điện tử 58 Trường Cao đẳng nghề Nam Định Giáo trình điều khiển điện – khí nén Thiết kế biểu đồ trạng thái: - Biểu đồ trạng trạng thái biểu diễn trạng thái phần tử mạch, mối liên hệ phần tử trình tự chuyển mạch phần tử - Trục tọa độ thẳng đứng biểu diễn trạng thái (hành trình chuyển động, áp suất, góc quay…) Trục tọa độ nằm ngang biểu diễn bước thực thời gian hành trình Hành trình làm việc chia làm bước Sự thay đổi trạng thái bước biểu diễn đường đậm Sự liên kết tín hiệu biểu diễn đường nét mãnh chiều tác động biểu diễn mũi tên Trong cấu chấp hành, nét liền mảnh phía biểu thị cho vị trí cấu chấp hành phía (đi +), đường liền mảnh phía biểu thị cho cấu chấp hành phía (đi vào -) Ví dụ 1: Thiết kế biểu đồ trạng thái qui trình điều khiển sau: - Xy - lanh tác dụng hai chiều 1.0 ra, tác động vào nút ấn 1.2 1.4 - Muốn xy - lanh lùi về, phải tác động đồng thời nút ấn 1.6 1.8 Biểu đồ trạng thái xy - lanh 1.0 biểu diễn hình 4.2 Nút ấn 1.2 1.4 liên kết OR Nút ấn 1.6 1.8 liên kết AND Xy - lanh ký hiệu +, xy - lanh vào ký hiệu - Hình 5.2: Biểu đồ trạng thái xy - lanh 1.0 II PHÂN LOẠI PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN: - Điều khiển tay - Điều khiển tùy động theo thời gian Khoa Điện – Điện tử 59 Trường Cao đẳng nghề Nam Định Giáo trình điều khiển điện – khí nén - Điều khiển tùy động theo hành trình - Điều khiển theo chương trình cấu chuyển mạch - Điều khiển theo tầng - Điều khiển theo nhịp - Điều khiển chọn theo bước Điều khiển tay: Điều khiển tay ứng dụng phần lớn mạch điều khiển khí nén đơn giản, ví dụ đồ gá kẹp chi tiết a/ Điều khiển trực tiếp: Điều khiển trực tiếp có đặc điểm chức đưa tín hiệu xử lý tín hiệu phần tử đảm nhận Ví dụ mạch điều khiển xy - lanh tác dụng chiều Hình 5.3: Mạch điều khiển trực tiếp Hình biểu diễn mạch điều khiển tay gồm có phần tử đưa tín hiệu 1.1 phần tử xử lý tín hiệu 1.2 Khoa Điện – Điện tử 60 Trường Cao đẳng nghề Nam Định Giáo trình điều khiển điện – khí nén Hình 5.3: Mạch điều khiển gián tiếp với phần tử phát xử lý tín hiệu b/ Điều khiển gián tiếp: Pít - tông lùi vào điều khiển phần tử nhớ 1.3 Mạch điều khiển biểu đồ trạng thái trình bày hình 4.18 Khoa Điện – Điện tử 61 Trường Cao đẳng nghề Nam Định Giáo trình điều khiển điện – khí nén Hình 5.4: Mạch điều khiển gián tiếp Mạch điều khiển gián tiếp xy - lanh tác dụng đơn có phần tử nhớ Khoa Điện – Điện tử 62 Trường Cao đẳng nghề Nam Định Giáo trình điều khiển điện – khí nén Hình 5.5: Mạch điều khiển gián tiếp \ Điều khiển tùy động theo thời gian: Điều khiển tùy động theo thời gian minh họa hình 4.20 Khi nhấn nút ấn 1.1 van đảo chiều 1.3 đổi vị trí, pít - tông 1.0 ra, đồng thời khí nén qua cửa X để vào phần tử thời gian 1.2 Sau thời gian (t) van đảo chiều 1.3 đổi vị trí Hình biểu diễn sơ đồ mạch điều khiển tùy động theo thời gian có chu kỳ tự động Hình 5.6: Sơ đồ mạch điều khiển tùy động theo thời gian biểu đồ trạng thái Khoa Điện – Điện tử 63 Trường Cao đẳng nghề Nam Định Giáo trình điều khiển điện – khí nén Điều khiển vận tốc: * Điều khiển vận tốc van tiết lưu chiều trình bày sau Khi ấn công tắc 1.1, vận tốc xy - lanh phụ thuộc vào độ mở van tiết lưu, Khi đọc qua tài liệu này, phát sai sót nội dung chất lượng xin thông báo để sửa chữa thay tài liệu chủ đề tác giả khác Bạn tham khảo nguồn tài liệu dịch từ tiếng Anh đây: http://mientayvn.com/Tai_lieu_da_dich.html Thông tin liên hệ: Yahoo mail: thanhlam1910_2006@yahoo.com Gmail: frbwrthes@gmail.com Trƣờng Cao đẳng nghề Phú thọ Khoa điện- điện tử MỤC LỤC Error! Bookmark not defined PHẦN I: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN- KHÍ NÉN BÀI 1: CỞ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐIỆN- KHÍ NÉN Lịch sử phát triển đặc trƣng hệ thống điều khiển khí nén 1.1 Vài nét phát triển 1.2 Những đặc trƣng khí nén 1.3 Ƣu, nhƣợc điểm hệ thống truyền động khí nén 1.3.1 Ƣu điểm: 1.3.2 Nhƣợc điểm: 2.Đơn vị đo hệ thống điều khiển 2.1 Áp suất 2.2 Lực 2.3 Công 2.4 Công suất 2.5 Độ nhớt động Một số định luật sử dụng hệ thống khí nén 3.1 Thành phần hóa học khí nén 3.2 Phƣơng trình trạng thái nhiệt động học Khả ứng dụng khí nén 11 4.1 Trong lĩnh vực điều khiển 11 4.2 Hệ thống truyền động 11 BÀI 2: MÁY NÉN KHÍ VÀ THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ NÉN 13 Máy nén khí hệ thống khí nén 14 1.1 Khái quát chung .14 1.2 Máy nén khí 15 Giáo trình điều khiển điện- khí nén Trƣờng Cao đẳng nghề Phú thọ Khoa điện- điện tử 1.2.1 Nguyên lý hoạt động phân loại máy nén khí 15 1.2.2 Máy nén khí kiểu pittông 16 1.2.3 Máy nén khí kiểu cánh gạt 19 1.2.4 Máy nén khí kiểu trục vít 21 1.2.5 Máy nén khí kiểu Root 24 1.2.6 Máy nén khí kiểu ly tâm 24 1.3 Hệ thống khí nén 26 Thiết bị xử lý khí nén 27 2.1 Yêu cầu khí nén 27 2.2 Các phƣơng pháp xử lý khí nén 28 2.3 Bộ lọc 31 BÀI 3: HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHÂN PHỐI KHÍ NÉN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH 34 Hệ thống thiết bị phân phối khí nén 34 1.1 Yêu cầu .34 1.2 Bình trích chứa khí nén 35 1.3 Mạng đƣờng ống dẫn khí nén .35 Cơ cấu chấp hành 37 2.1 Khái niệm 37 2.2 Xy lanh 37 2.2.1 Xy lanh tác động đơn ( xylanh tác động môt chiều) 37 2.2.2 Xy lanh tác động chiều (xy lanh tác động kép) 38 2.3 Động khí nén .39 2.3.1 Khái niệm chung 39 2.3.2 Động bánh 39 Giáo trình điều khiển điện- khí nén Trƣờng Cao đẳng nghề Phú thọ Khoa điện- điện tử 2.3.3 Động trục vít 40 2.3.4 Động cánh gạt 40 2.3.5 Động Tuốcbin 41 BÀI 4: CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 42 Khái niệm 42 Các phần tử khí nén 43 2.1 Van đảo chiều 43 2.1.1 Nguyên lí hoạt động 43 2.1.2 Ký hiệu van đảo chiều 43 2.1.3 Tín hiệu tác động 45 2.1.4 Van đảo chiều có vị trí “ không” 47 2.1.5 Van đảo chiều vị trí “ không” 52 2.2 Van chặn 55 2.2 Van chặn 55 2.2.1 Van chiều 55 2.2.2 Van logic OR 55 2.2.3 Van lôgic AND 56 2.2.4 Van xả khí nhanh 56 2.3 Van tiết lƣu .57 2.3.1 Van tiết lƣu có tiết diện không thay đổi đƣợc 57 2.3.2 Van tiết lƣu có tiết diện điều chỉnh đƣợc 57 2.3.3 Van tiết lƣu chiều điều chỉnh tay 57 2.4 Van áp suất 58 2.4.1 Van an toàn 59 2.4.2 Van tràn 59 Giáo trình điều khiển điện- khí nén Trƣờng Cao đẳng nghề Phú thọ Khoa điện- điện tử 2.4.3 Van điều chỉnh áp suất 59 2.4.4.Rơ le áp suất 61 2.5.Van điều chỉnh thời gian 62 2.5.1 Van điều chỉnh thời gian đóng chậm 62 2.5.2 Rơ le thời gian ngắt chậm 62 2.6 Cảm biến tia 63 2.6.1 Cảm biến tia rẽ nhánh 63 2.6.2 Cảm biến tia phản hồi 64 2.6.3 Cảm biến tia qua khe hở 65 Các phần tử điện, điện- khí nén 65 3.1 Các phần tử điện 65 3.1.1 Công tắc 65 3.1.2 Nút ấn ... phương pháp điều khi n 71 2.1 Điều khi n tay 71 2.2 Điều khi n tùy động theo thời gian 72 2.3 Điều khi n tùy động theo hành trình 74 2.4 Điều khi n theo chương... STT 6  Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Các ký hiệu: K: Điều khi n khí nén Đ-K: Điều khi n điện – khí nén Đ: Điều khi n điện C: Điều khi n TL: Điều khi n thủy lực 3: Có khả ứng dụng thích hợp ⊗: Có thể... 104 5.1 Mạch điều khi n với chu đồng thời 105 5.2 Mạch điều khi n với chu 105 5.3 Mạch điều khi n theo nhịp với chu nhảy cóc 106 5.4 Mạch điều khi n theo nhịp với chu lặp