Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Giáo trình Điện khí nén với mục tiêu chính là Biết được phạm vi ứng dụng, ưu và nhược điểm của hệ thống truyền động khí nén. Biết được quy trình cung cấp và xử lý khí nén. Giải thích được nguyên lý làm việc của các phần tử trong hệ thống khí nén – điện khí nén. Phân tích được mạch điều khiển của các hệ thống khí nén – điện khí nén.
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ GIÁO TRÌNH MƠN ĐUN: ĐIỆN KHÍ NÉN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG VÀ TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: 01 /QĐCĐN ngày 04 tháng 01 năm 2016 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh BR – VT Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2016 TUN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép dùng ngun 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 LỜI GIỚI THIỆU Cùng với sự phát triển khơng ngừng của lĩnh vực tự động hóa, ngày nay các thiết bị truyền dẫn, điều khiển khí nén sử dụng trong máy móc trở nên rộng rãi ở hầu hết các lĩnh vực công nghiệp như máy công cụ CNC, phương tiện vận chuyển, máy dập, máy khoandoa, máy ép phun, tàu thủy, dây chuyền chế biến thực phẩm…do những thiết bị này làm việc linh hoạt, điều khiển tối ưu, đảm bảo chính xác, cơng suất lớn với kích thước nhỏ và lắp đặt dễ dàng ở những khơng gian chật hẹp sơ với các thiết bị truyền động và điều khiển bằng cơ khí hay điện Nhằm trang bị cho người học nền kiến thức tốt nhất để tiếp cận nhanh chóng với các thiết bị của hệ thống khí nénthủy lực trong thực tế. Bằng những kinh nghiệm đúc kết được trong q trình thực tiễn, nay tác giả biên soạn ra cuốn sách này Giáo trình “ Điện Khí Nén “ được tác giả tổng hợp những kiến thức cơ bản của các lĩnh vực có liên quan. Hy vọng qua nội dung của giáo trình này người học sẽ có thể thiết kế và lắp đặt được một hệ thống truyền dẫn khí nén theo các u cầu khác nhau Trong q trình biên soạn ra giáo trình này, khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong sự đóng góp để giáo trình có thể hồn thiện hơn Bà Ria – Vũng Tàu, ngày 28 tháng 12 năm 2016 Biên soạn Đinh Hùng – Chủ biên Hà Quốc Trung MỤC LỤC MODUL: ĐIỆN KHÍ NÉN 1 I. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơn học: 1 II. Mục tiêu của môn học: 1 III. Nội dung của môn học: 1 BÀI 1 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ NÉN. 3 1. Cơ sở tính tốn: 4 1.2.Đơn vị đo trong hệ thống: 4 2.Phương trình trạng thái nhiệt động học: 5 3. Khả năng ứng dụng của khí nén : 7 4. Ưu nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén: 9 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 1 10 BÀI 2 11 CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN. 11 1. Máy nén khí: 11 2. Thiết bị xử lý khí nén: 21 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 2 28 BÀI 3 28 CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG KHÍ NÉN. 28 I. Kiến thức lý thuyết: 28 Khái niệm: 28 Cơ cấu chấp hành: 29 3.Van đảo chiều: 31 Nút nhấn: 33 Cơng tắc hành trình: 34 7.Van logic: 37 Van áp suất: 40 10 Van xả nhanh: 43 11 Van chân không: 44 12 Van kiểm tra:( Van chiều): 45 13 Van tuần tự: 46 14 Cảm biến tia: 46 II. Thực hành: 48 1. Công tác chuẩn bị: 48 1.1. Nghiên cứu sơ đồ: 48 Trình tự thực hiện: 49 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 3 50 BÀI 4 50 THIẾT KẾ MẠCH KHÍ NÉN. 50 1. Biểu diễn chức năng của quá trình điều khiển. 50 1.1 Biểu đồ trạng thái: 50 1.2 Sơ đồ chức 52 1.3 Lưu đồ tiến trình 56 2. Các phương pháp điều khiển. 58 Một số kí hiệu hệ thống khí nén 69 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 4 74 BÀI 5 78 CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆNKHÍ NÉN. 78 I. Kiến thức lý thuyết: 78 1.Khái niệm: 78 Nút nhấn: 79 Rơ le: 82 Van điện từ 85 Cơng tác hành trình: 89 Cảm biến: 92 II. Thực hành: 96 Công tác chuẩn bị: 96 2. Trình tự thực hiện: 98 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 5 99 BÀI 6 100 LẮP ĐẶT MẠCH MÁY DẬP. 100 1. Kiến thức lý thuyết: 100 2. Công tác chuẩn bị: 102 3. Trình tự thực hiện: 103 4. Các sai hỏng thường gặp nguyên nhân và cách khắc phục: 106 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 6. 106 BÀI 7 106 LẮP ĐẶT MẠCH MÁY LẮP RÁP. 106 1. Kiến thức lý thuyết: 107 2. Công tác chuẩn bị: 111 3. Trình tự thực hiện: 111 4. Các sai phạm thường gặp nguyên nhân và cách khắc phục. 114 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 7. 115 BÀI 8 116 LẮP ĐẶT MẠCH MÁY KHOAN. 116 1. Kiến thức lý thuyết: 116 2. Công tác chuẩn bị: 119 3. Trình tự thực hiện: 120 Các sai phạm thường gặp- nguyên nhân cách khắc phục 122 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 8. 123 BÀI 9 124 LẮP ĐẶT MẠCH MÁY KHOAN DOA. 124 1. Kiến thức lý thuyết: 124 2. Công tác chuẩn bị: 128 3. Trình tự thực hiện: 130 4. Các sai phạm thường gặp nguyên nhân và cách khắc phục. 132 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 9. 135 BÀI 10. 136 LẬP TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN MÁY DẬP. 136 1. Kiến thức lý thuyết: 136 2. Lập trình điều khiển mạch Máy Dập hoạt động lặp lại: 142 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 10. 147 BÀI 11 148 LẬP TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN MÁY LẮP RÁP. 148 1. Kiến thức lý thuyết: 148 3.Lập trình PLC điều khiển Máy lắp ráp. 150 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 11. 151 BÀI 12 152 LẬP TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN MÁY KHOAN THỰC HIỆN 3 SẢN PHẨM 152 1. Kiến thức lý thuyết: 152 2. Lập trình plc điều khiển máy Khoan thực hiện 3 sản phẩm. 160 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 12. 164 165 MODUL: ĐIỆN KHÍ NÉN 1 I. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơn học: 1 II. Mục tiêu của môn học: 1 III. Nội dung của môn học: 1 BÀI 1 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ NÉN. 3 1. Cơ sở tính tốn: 4 1.2.Đơn vị đo trong hệ thống: 4 2.Phương trình trạng thái nhiệt động học: 5 3. Khả năng ứng dụng của khí nén : 7 4. Ưu nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén: 9 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 1 10 BÀI 2 11 CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN. 11 1. Máy nén khí: 11 2. Thiết bị xử lý khí nén: 21 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 2 28 BÀI 3 28 CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG KHÍ NÉN. 28 I. Kiến thức lý thuyết: 28 Khái niệm: 28 Cơ cấu chấp hành: 29 3.Van đảo chiều: 31 Nút nhấn: 33 Công tắc hành trình: 34 7.Van logic: 37 Van áp suất: 40 10 Van xả nhanh: 43 11 Van chân không: 44 12 Van kiểm tra:( Van chiều): 45 13 Van tuần tự: 46 14 Cảm biến tia: 46 II. Thực hành: 48 1. Công tác chuẩn bị: 48 1.1. Nghiên cứu sơ đồ: 48 Trình tự thực hiện: 49 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 3 50 BÀI 4 50 THIẾT KẾ MẠCH KHÍ NÉN. 50 1. Biểu diễn chức năng của quá trình điều khiển. 50 1.1 Biểu đồ trạng thái: 50 1.2 Sơ đồ chức 52 1.3 Lưu đồ tiến trình 56 2. Các phương pháp điều khiển. 58 Một số kí hiệu hệ thống khí nén 69 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 4 74 BÀI 5 78 CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆNKHÍ NÉN. 78 I. Kiến thức lý thuyết: 78 1.Khái niệm: 78 Nút nhấn: 79 Rơ le: 82 Van điện từ 85 Cơng tác hành trình: 89 Cảm biến: 92 II. Thực hành: 96 Công tác chuẩn bị: 96 2. Trình tự thực hiện: 98 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 5 99 BÀI 6 100 LẮP ĐẶT MẠCH MÁY DẬP. 100 1. Kiến thức lý thuyết: 100 2. Công tác chuẩn bị: 102 3. Trình tự thực hiện: 103 4. Các sai hỏng thường gặp nguyên nhân và cách khắc phục: 106 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 6. 106 BÀI 7 106 LẮP ĐẶT MẠCH MÁY LẮP RÁP. 106 1. Kiến thức lý thuyết: 107 2. Công tác chuẩn bị: 111 3. Trình tự thực hiện: 111 4. Các sai phạm thường gặp nguyên nhân và cách khắc phục. 114 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 7. 115 BÀI 8 116 LẮP ĐẶT MẠCH MÁY KHOAN. 116 1. Kiến thức lý thuyết: 116 2. Công tác chuẩn bị: 119 3. Trình tự thực hiện: 120 Các sai phạm thường gặp- nguyên nhân cách khắc phục 122 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 8. 123 BÀI 9 124 LẮP ĐẶT MẠCH MÁY KHOAN DOA. 124 1. Kiến thức lý thuyết: 124 2. Công tác chuẩn bị: 128 3. Trình tự thực hiện: 130 4. Các sai phạm thường gặp nguyên nhân và cách khắc phục. 132 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 9. 135 BÀI 10. 136 LẬP TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN MÁY DẬP. 136 1. Kiến thức lý thuyết: 136 2. Lập trình điều khiển mạch Máy Dập hoạt động lặp lại: 142 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 10. 147 BÀI 11 148 LẬP TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN MÁY LẮP RÁP. 148 1. Kiến thức lý thuyết: 148 3.Lập trình PLC điều khiển Máy lắp ráp. 150 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 11. 151 BÀI 12 152 LẬP TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN MÁY KHOAN THỰC HIỆN 3 SẢN PHẨM 152 1. Kiến thức lý thuyết: 152 2. Lập trình plc điều khiển máy Khoan thực hiện 3 sản phẩm. 160 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 12. 164 165 MODUL: ĐIỆN KHÍ NÉN Mã mơn học: MĐ22 I. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơn học: Vị trí: Trước khi học mơn học này cần hồn thành các mơn học cơ sở, đặc biệt các mơn học, mơ đun: Mạch điện, Điện tử cơ bản, Đo lường điện và Trang bị điện Tính chất: Là mơn học chun mơn nghề, thuộc mơn học nghề bắt buộc II. Mục tiêu của mơn học: Biết được phạm vi ứng dụng, ưu và nhượ c điểm của hệ thống truyền động khí nén Biết được quy trình cung cấp và xử lý khí nén Giải thích được ngun lý làm việc của các phần tử trong hệ thống khí nén – điện khí nén Phân tích được mạch điều khiển của các hệ thống khí nén – điện khí nén Sử dụng được các phần tử trong hệ thống khí nén – điện khí nén Thiết kế được mạch điều khiển Khí nén, Điện khí nén Thực hiện các bài tập ứng dụng về điện khí nén đảm bảo đúng, trình tự, an tồn cho người và thiết bị Rèn luyện cho học sinh thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác trong học tập và thực hiện cơng việc thực tế III. Nội dung của mơn học: STT TÊN CÁC BÀI TRONG MODUN THỜI GIAN HÌNH THỨC GIẢNGDẠ Y 5: A+ A B+ C+C B+ 6: A+ B+ A B C+C 7: A+ B+ A B C+ CD+ D 8: A+ B+ B A C+C 9: A+ B+ A B C+C BÀI 12 LẬP TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN MÁY KHOAN THỰC HIỆN 3 SẢN PHẨM Giới thiệu: Sau khi học xong bài học này, người học có khả năng lập trình PLC FESTO điều khiển mạch máy khoan thực hiện 3 sản phẩm trên mơ hình Mục tiêu: Chuyển từ mạch điện điều khiển Điển khí nén có tiếp điểm sang lập trình PLC. Kết nối PLC FC34 vào điều khiển Điện khí nén Lập trình PLC và thực hiện điều khiển mạch Máy khoan thực hiện 3 sản phẩm trên mơ hình. Rèn luyện tính chu đơng, t ̉ ̣ duy khoa hoc, nghiêm túc trong hoc tâp va trong ̣ ̣ ̣ ̀ công việc. 1. Kiến thức lý thuyết: 1.1. Bộ đếm: 152 Bây giờ chúng ta muốn chèn một bộ đếm trong lập trình LD: 1) Lick chuột vào vị trí cần chèn 2) Chọn biểu tượng trên thanh cơng cụ: 3) Mở nhóm những khối hàm, chọn CTU Bảng các thuộc tính: 153 4) Đặt tên, sau đó click OK để xác nhận 5) Ẩn biểu tượng của nhóm khối hàm: click lần nữa. 6) Ta có Netword Click vào RESET nhập địa chỉ: 154 Khai báo biến cho C002: Nhập giá trị cần đếm cho PV: 155 Khai báo biến cho CTU Nhập địa chỉ ngõ ra: 156 Kết quả: 157 Nhập tên cho ET: Khai báo biến: 158 Nhập địa chỉ ngõ ra: 1.2. Timer: Thực hiện: 1) Click chuột vào vị trí cần chèn: 2) Chọn biểu tượng trên thanh cơng cụ: 3) Mở nhóm những khối hàm, chọn TON 4) Nhập tên cho Timer: 159 Nhập thời gian cần tác động cho PT: 2. Lập trình plc điều khiển máy Khoan thực hiện 3 sản phẩm u cầu kỹ thuật: Ấn nút duy trì START, piston A duỗi ra chậm kẹp chi tiết, kẹp chặt chạm cơng tắc hành trình a1, a1 điều khiển piston B(điều khiển cần khoan) duỗi ra chậm khoan chi tiết, khoan xong cơng tắc hành trình b1 tác động, b1 điều khiển piston B thụt vào nhanh gặp cơng tắc hành trình b0 , b0 tác động điều khiển piston A thụt vào nhanh để lấy chi tiết ra. Q trình lặp lại 3 lần thì dừng Mạch đang hoạt động, ấn nút SET thì Piston A,B ln thụt vào bất kỳ ở vị trí nào 160 Sơ đồ hành trình bước: Start A1 Xy lanh A A0 B1 B0 Xy lanh B Sơ đồ hành trình hoạt động: A1 B0 161 A + B + B A T1 B1 T2 Start A0 Sơ đồ mạch điện – khí nén: A0 A1 B0 60% A+ 60% A- B+ B- 1 +24V K1 START B1 10 12 START K1 K2 SET K2 K2 T1 A0 T2 K2 SET A1 SET C0 B0 B1 T2 C0 K1 K2 A+ B+ B- A- 0V Hình 13.1. Mạch điều khiển điện khí nén của Máy 10 Dập 2.1. Chương trình điều khiển: 162 2.2. Bảng trạng thái: 2.3. Thực hiện Dowload vào PLC FESTO FC34: Click phải chuột vào FC34:> Chọn Settings: 163 Chọn cổng COM mà máy nhận được khi kết nối với PLC:> OK Chọn biểu tượng :> Chọn Download: Thực hiện tương tự như mô phỏng trên máy tinh 2.4. Kết nối PLC với thiết bị ngoại vi: +24V START A0 SET 24V I0 I1 I2 A1 I3 B0 I4 I5 B1 I6 I7 0V Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 A_RA A_VAO B_RA B_VAO 0V 2.5 Kiểm tra, cấp nguồn vận hành CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 12 Lập trình PLC điều khiển mạch hoạt động lại lặp 5 lần, dừng 3 s thì hoạt động lại: 1. A B+ B A+ 2. A+ B+ C+ A B C 3. A+ A B+ B 4. A+ A B B+ 5. A+ A B+ C+C B 6. A+ B+ A B C+C 7. A+ B+ A B C+ CD+ D 8. A+ B+ B A C+C 9. A+ B+ A B C+C 164 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS.Nguyễn Ngọc Phương Hệ thống điều khiển khí nén – NXB Giáo dục – 2000 [2] PGS. TS. Hồ Đắc Thọ Cơng nghệ khí nén, Nxb KH &KT 2004 [3] Ts. Nguyễn Thị Xuân Thu, Ts. Nhữ Phương Mai – Hệ thống thủy lực và khí nén – NXB Lao động – 2001. [4] Kỹ thuật điều khiển khí nén điện khí nén – Trung tâm Việt Đức, ĐHSPKT Thành phố Hồ Chí Minh 165 166 ... Phân tích được mạch điều khiển của các hệ thống? ?khí? ?nén? ?–? ?điện? ?khí? ?nén Sử dụng được các phần tử trong hệ thống? ?khí? ?nén? ?–? ?điện? ?khí? ?nén Thiết kế được mạch điều khiển? ?Khí? ?nén, ? ?Điện? ?khí? ?nén Thực hiện các bài tập ứng dụng về? ?điện? ?khí? ?nén? ? đảm bảo đúng,? ?trình? ?tự, an... 1.1.Thành phần hóa học của? ?khí? ?nén: Ngun tắc hoạt động của các thiết bị? ?khí? ?nén? ?là khơng? ?khí? ?trong? ?khí? ?quyển được hút vào và? ?nén? ?trong máy? ?nén. sau đó áp suất? ?khí? ?nén? ?từ máy? ?nén? ?khí? ? được đưa vào hệ thống? ?khí? ?nén. trong khơng? ?khí? ?là loại hỗn hợp bao gồm... TÊN CÁC BÀI TRONG MODUN THỜI GIAN HÌNH THỨC GIẢNGDẠ Y 1 10 11 12 Cơ sở lý thuyết? ?khí? ?nén Cung cấp và xử lý? ?khí? ?nén Các phần tử trong hệ thống? ?Khí? ?nén Thiết kế mạch? ?Khí? ?nén Kiểm tra bài bài 1,2,3,4