NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ Phần I. Kỷ luật an toàn lao động trong sản xuất Các nội quy và quy định an toàn trong quá trình làm việc tại cơ sở thực tập phương pháp và kỹ thuật sử dụng các dụng cụ bảo hộ lao động Phần III. Chế tạo mạch in và hàn linh kiện Giới thiệu về các dụng cụ và kỹ thuật hàn nối linh kiện của người thợ điện tử Phần II. Kỹ thuật đo lường và cảm biến Trình bày các thiết bị và dụng cụ đo trong quá trình làm việc tại nhà máy Phần IV. Các mạch điện tử cơ bản Trình bày quy trình lắp ráp sửa chữa các mạch điện tử cơ bản và vận dụng các công nghệ mới trong quá trình khảo sát sơ đồ mạch Phần V. Điện tử tương tự Tìm hiệu kỹ thuậ tương tự và 1 số mạch khuyêchs đại thuật toán sử dụng các IC số Phần VI. Điều khiển lôgic và lập trình PLC
LỜI NÓI ĐẦU Hiện lĩnh vực sản xuất kinh tế quốc dân đóng vai trị quan trọng Hiện quan trọng sinh hoạt Trong cơng nghiệp nhờ có điện mà suất tăng lên nhiều lần chất lượng sản phẩm tăng, giá thành hạ từ người nơng dân công dân nâng cao Nếu thiếu điện trình sản xuất bị ngưng trệ, dây chuyền ngừng hoạt động hệ thống điều khiển bảo vệ hoạt động dẫn đến ảnh hưởng nghiêm trọng tới kinh tế, an ninh quốc phòng Sau học lí thiết thực tập trường cao đẳng cơng nghệ kinh tế Hà Nội em nắm phần điện công nghiệp điện dân dụng Trong trình học tập trường em ban giám hiệu khoa Điện – Điện tử giữ lại trường thực tập em học hỏi thêm kiến thức phần điện dân dụng NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ Phần I Kỷ luật an toàn lao động sản xuất Các nội quy quy định an toàn trình làm việc sở thực tập phương pháp kỹ thuật sử dụng dụng cụ bảo hộ lao động Phần III Chế tạo mạch in hàn linh kiện Giới thiệu dụng cụ kỹ thuật hàn nối linh kiện người thợ điện tử Phần II Kỹ thuật đo lường cảm biến Trình bày thiết bị dụng cụ đo trình làm việc nhà máy Phần IV Các mạch điện tử Trình bày quy trình lắp ráp sửa chữa mạch điện tử vận dụng cơng nghệ q trình khảo sát sơ đồ mạch Phần V Điện tử tương tự Tìm hiệu kỹ thuậ tương tự số mạch khuyêchs đại thuật toán sử dụng IC số Phần VI Điều khiển lơgic lập trình PLC Phân tích cấu trúc hộp đồng điều khiển PLC, đại lượng đặc tính kỹ thuật, phương pháp lập trình Cách đấu nối đầu vào Lập trình kết nối mạch điều khiển vào động mạch công cụ thông dụng Do kinh nghiệm kiến thức em hạn chế nên báo cáo thơng thể tránh khỏi thiếu sót em mong bảo góp ý thầy cô Em xin chân thành cảm ơn! GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VÀ KINH TẾ HÀ NỘI I Sự đời phát triển Trường cao đẳng công nghệ kinh tế Hà Nội thành lập từ tháng 9/1973 Từ thành lập có tên Trường trung học nghề hương thực I đào tạo bồi dưỡng công nhân kỹ thuật trung cấp thủy lợi I Ngày 13/10/1998, định nông nghiệp sát nhập hai trường TH lương thực I trường nghiệp vụ vật tư thành trường THLTTP VTNN Từ tháng 1/2018 sát nhập với trung cấp thủy lợi I Khi sát nhập hai trường chuyển tên trường thành trường Cao đẳng Công Nghệ kinh tế Hà Nội Trường có sở : - Cơ Sở : Được đặt xã Đông Xuân – huyện Sóc Sơn – Hà Nội - Cơ Sở : Được đặt thị trấn Phúc Yên – Vĩnh Phúc - Cơ sở : Được đặt trị trấn Văn Giang – Hưng Yên II Chức Năng nhiệm vụ Trường Cao đẳng Công Nghệ kinh tế Hà Nội – trường nông nghiệp phát triển nông thôn đơn vị nghiệp đào tạo Trường tổ chức đào tạo hoạt động giáo dục thực tổ chức biên soạn giáo trình ngành nghề thực dịch vụ sản xuất kinh doanh phù hợp với ngành đào tạo trường Trường tổ chức đội ngũ giáo viên học sinh tham gia hoạt động liên kết tổ chức kinh tế sở đào tạo nhằm thực hiện, phát triển nâng cao chất lượng đào tạo Nâng cao đội ngũ nhân viên kỹ thuật, tham gia nghiên cứu ứng dụng tiến kỹ thuật, liên kết hợp tác tổ chức sở đào tọa nghiên cứu sản xuất kinh doanh nước nước Song song với việc phát triển yếu tố người, nhà trường quan tâm đến xây dựng sở vật chất phục vụ cho trình đào tạo Hiện nay, nhà trường có hệ thống giảng dưỡng, phịng học chuyên môn đạt tiêu chuẩn cao hệ thống xưởng thực tập với thiết bị tiên tiến đáp ứng tốt cho trình đào tạo chất lượng cao Nhà trường dành phần kinh phí thỏa đáng cho việc phấn đấu tư trang thiết bị dạy học đại tài liệu phục vụ cho việc học tập học sinh Nhà trường có khu kí túc xá khang trang, đảm bảo đủ chỗ cho 1000 học sinh đủ điều kiện phục vụ cho hoạt động văn hóa, thể dục thể thao … mơi trường cảnh quan – đẹp đảm bảo tạo điều kiện tốt cho sinh viên Hơn 30 năm qua nhà trường đào tạo 1000 công nhân kỹ thuật viên trung cấp, 2000 học sinh THCN chức đào tạo, bồi dưỡng ngắn hạn thi nâng cấp bậc cho 2600 học sinh, công nhân Nhà trường khắc phục khó khăn để vươn lên, ln hồn thành tốt nhiệm vụ giao Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn Đó nỗ lực khơng ngừng tồn thể cán bộ, giáo viên, công nhân viên chức hệ học sinh Ln tập thể đồn kết, thống thực tốt chế độ dân chủ quan Hàng năm tổ chức Đảng nhà trường công nhân sở Đảng sạch, vững mạnh… Nhà trường nhiều năm liền Bộ nông nhiệp công nhận trường tiên tiến, xuất sắc nhà nước tặng huy chương lao động hạng Ba ( 1997 ), thủ tướng phủ tặng khen ( 1998 ) … trao tặng nhiều giải thưởng khác Năm 2003, 30 năm thành lập trường, trường vinh dự nhà nước trao tặng huân chương lao động hạng Với gần phần ba kỷ xây dựng thực nhiệm vụ đào tạo, trường cao đẳng công nghệ kinh tế Hà Nội trở thành THCN tiêu biểu nông nghiệp phát triển nơng thơn địa đào tạo có uy tín ngành xã hội Đó tảng vững chức để nhà trường tiếp tục phấn đấu vươn lên PHẦN I KỶ LUẬT AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ TỔ CHỨC SẢN XUẤT Quyền nghĩa vụ NSDLĐ NLĐ việc chấp hành quy định ATLĐ, VSLĐ Người lao động: Là người làm việc, kể người học nghề, tập nghề, thử việc làm điều kiện an toàn, vệ sinh, không bị tai nạn lao động, không bị bệnh nghề nghiệp; không phân biệt người lao động quan, doanh nghiệp Nhà nước hay thành phần kinh tế khác; không phân biệt người Việt Nam hay người nước Người sử dụng lao động: - Các doanh nghiệp Nhà nước, doanh nghiệp sở sản xuất kinh doanh, dịch vụ thuộc thành phần kinh tế khác, cá nhân có sử dụng lao động để tiến hành hoạt động sản xuất, kinh doanh - Các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngồi, đơn vị xí nghiệp, sản xuất kinh doanh, dịch vụ sơ quan hành nghiệp, tổ chức trị xã hội, đồn thể nhân dân, doanh nghiệp thuộc lực lượng Quân đội Nhân dân, Công an Nhân dân, quan tổ chức nước ngồi quốc tế Việt Nam có sử dụng lao động người Việt Nam Có trách nhiệm tổ chức thực pháp luật ATLĐ, VSLĐ đơn vị 1.1 Quyền nghĩa vụ NSDLĐ NLĐ công tác ATLĐ, VSLĐ Nghĩa vụ người sử dụng lao động, người lao động đối vơí cơng tác ATLĐ, VSLĐ quy định Điều 138 - BLLĐ (2012) 1.1.1 Nghĩa vụ người sử dụng lao động - Bảo đảm nơi làm việc đạt u cầu khơng gian, độ thống, bụi, hơi, khí độc, phóng xạ, điện từ trường, nóng, ẩm, ồn, rung, yếu tố có hại khác quy định quy chuẩn kỹ thuật liên quan yếu tố phải định kỳ kiểm tra, đo lường - Bảo đảm điều kiện ATLĐ, VSLĐ máy, thiết bị, nhà xưởng đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ATLĐ, VSLĐ đạt tiêu chuẩn ATLĐ, VSLĐ nơi làm việc công bố, áp dụng Nơi làm việc đạt yêu cầu khơng gian, thống, mát tiêu chuẩn ATLĐ, VSLĐ - Kiểm tra, đánh giá yếu tố nguy hiểm, có hại nơi làm việc sở để đề biện pháp loại trừ, giảm thiểu mối nguy hiểm, có hại, cải thiện điều kiện lao động, chăm sóc sức khỏe cho người lao động Sử dụng băng tải chuyển vật nặng - Định kỳ kiểm tra, bảo dưỡng máy, thiết bị, nhà xưởng, kho tàng - Phải có bảng dẫn ATLĐ, VSLĐ máy, thiết bị, nơi làm việc đặt vị trí dễ đọc, dễ thấy nơi làm việc Bảng dẫn an toàn lao động - Lấy ý kiến tổ chức đại diện tập thể lao độngtại sở xây dựng kế hoạch thực hoạt động bảo đảm ATLĐ, VSLĐ 1.1.2 Nghĩa vụ người lao động a) Chấp hành quy định, quy trình, nội quy ATLĐ, VSLĐ có liên quan đến công việc, nhiệm vụ giao b) Sử dụng bảo quản phương tiện bảo vệ cá nhân trang cấp; thiết bị ATLĐ, VSLĐ nơi làm việc Trang bị phương tiện bảo vệ cá nhân cho công việc c) Báo cáo kịp thời với người có trách nhiệm phát nguy gây tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp, gây độc hại cố nguy hiểm, tham gia cấp cứu khắc phục hậu tai nạn lao động có lệnh người sử dụng lao động Huấn luyện cấp cứu TNLĐ 1.1.3 Quyền người lao động Điều 145 BLLĐ: Quyền người lao động bị tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp Người lao động tham gia bảo hiểm xã hội bắt buộc hưởng chế độ tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp theo quy định Luật bảo hiểm xã hội Người lao động thuộc đối tượng tham gia bảo hiểm xã hội bắt buộc mà người sử dụng lao động chưa đóng bảo hiểm xã hội cho quan bảo hiểm xã hội, người sử dụng lao động trả khoản tiền tương ứng với chế độ tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp theo quy định Luật bảo hiểm xã hội Việc chi trả thực lần tháng theo thỏa thuận bên Người lao động bị tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp mà không lỗi người lao động bị suy giảm khả lao động từ 5% trở lên người sử dụng lao động bồi thường với mức sau: a) Ít 1,5 tháng tiền lương theo hợp đồng lao động bị suy giảm từ 5,0% đến 10% khả lao động; sau tăng 1,0% cộng thêm 0,4 tháng tiền lương theo hợp đồng lao động bị suy giảm khả lao động từ 11% đến 80% b) Ít 30 tháng tiền lương theo hợp đồng lao động cho người lao động bị suy giảm khả lao động từ 81% trở lên cho thân nhân người lao động bị chết tai nạn lao động Trường hợp lỗi người lao động người lao động trợ cấp khoản tiền 40% mức quy định khoản Điều 1.2 Phân loại yếu tố nguy hiểm có hại Trong điều kiện lao động cụ thể đặc biệt công việc nặng nhọc nguy hiểm xuất yếu tố vật chất có ảnh hưởng xấu, nguy hiểm, có nguy gây tai nạn bệnh nghề nghiệp cho người lao động, gọi yếu tố nguy hiểm có hại, cụ thể là: - Các yếu tố vật lý nhiệt độ, độ ẩm, tiếng ồn, rung động, xạ có hạt, bụi - Các yếu tố hóa học chất độc, loại hơi, khí, bụi độc, chất phóng xạ - Các yếu tố sinh vật, vi sinh vật loại vi khuẩn, siêu vi khuẩn, kí sinh trùng, côn trùng, rắn, đối tượng vật nuôi, … - Các yếu tố bất lợi tư lao động, không tiện nghi không gian chỗ làm việc, nhà xưởng chật hẹp, vệ sinh Các yếu tố tâm lý không thuận lợi, Theo tài liệu khoa học ATLĐ, VSLĐ, yếu tố nguy hiểm yếu tố tác động cách bất ngờ lên thể người lao động gây chết người gây chấn thương phận thể người lao động Các yếu tố nguy hiểm gây tai nạn lao động sản xuất đa dạng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội quy định dựa vào 16 yếu tố gây chấn thương để phân loại tai nạn lao động sau: Điện Phóng xạ Do phương tiện vận tải Do thiết bị chịu áp lực Do thiết bị nâng, thang máy Nổ vật liệu nổ Máy móc, thiết bị cán, cuốn, kẹp, cắt, va đập Bỏng hóa chất Ngộ độc hóa chất 10.Cháy nổ xăng dầu 11.Sập đổ cơng trình 12.Sập lị, sập đất đá xây dựng, khai thác, thăm dị khống sản 13.Cây vật đổ, đè, rơi 14.Ngã cao, ngã từ cao xuống 15.Chết đuối 16.Các loại khác Tuy nhiên, để giúp cho việc đánh giá tình hình tai nạn lao động cách tích cực có tính đến khả dễ xảy TNLĐ, BNN khả ngăn ngừa, phòng tránh cố gây TNLĐ, BNN xảy sản xuất, yếu tố nguy hiểm phân chia thành 15 nhóm yếu tố nguy hiểm có hại có nguồn gốc nguyên nhân sau: 1.2.1 Các yếu tố nguy hiểm học - Các phận, cấu truyền động: Trục máy, bánh răng, dây đai chuyền, dây xích loại cấu truyền động khác Hình 3.1: Cảnh báo nguy hiểm phận chuyển động - Các phận chuyển động: Các phận chuyển động quay với vận tốc lớn (cưa đĩa, mâm dao máy băm cỏ máy thái sắn, bánh đà, máy ly tâm ); phận chuyển động tịnh tiến (búa máy, máy phay, máy đột dập ) chuyển động thân máy móc (ô tô, máy cày, máy kéo ) tạo nguy cuốn, cán, kẹp, cắt - Vật rơi, đổ, sập: Thường kết trạng thái nhà kho, nhà xưởng, không bền vững gây đổ sập làm rơi vật từ cao xuống người lao động - Các mảnh dụng cụ nguyên liệu văng bắn từ máy móc, chẳng hạn mẩu kim loại, gỗ, sắt thép văng bắn từ máy cắt, uốn thép máy bào, cưa, sẻ gỗ - Nền nhà, sân sàn cơng trình ướt, nhẫn trơn trượt gây trượt chân, té ngã cho người lao động 1.2.2 Nhóm yếu tố nguy hiểm nhiệt Các vật liệu, kim loại nóng chảy, nước nóng, ống xả động tạo nguy gây bỏng nhiệt, mơi chất lạnh (như ni-tơ lỏng bình bảo quản tinh) gây bỏng lạnh, nguy cháy, nổ v.v Cảnh báo nguy TNLĐ bỏng nhiệt 1.2.3 Nhóm yếu tố gây nguy hiểm điện Theo mức điện áp cách tiếp xúc tạo nguy điện giật, điện phóng, điện từ trường, làm tê liệt hệ hô hấp, tim mạch, thần kinh gây cháy, bỏng người lao động Ngoài ra, cịn có nguy cháy chập điện, phóng điện Cảnh báo nguy hiểm tai nạn điện Phần lớn loại máy móc máy băm cỏ, máy nghiền thức ăn, máy vắt sữa, máy bơm nước sử dụng trang trại chăn nuôi gia súc, gia cầm nước ta sử dụng nguồn điện xoay chiều pha có điện áp 220 V số trang trại chăn ni quy mơ lớn sử dụng số loại máy móc cần nguồn điện có điện áp lớn 1.2.4 Nhóm yếu tố nguy hiểm cháy, nổ Nổ vật lý: Xảy áp suất môi chất thiết bị chịu áp lực, bình chứa khí nén, khí hóa lỏng vượt giới hạn bền cho phép vỏ bình thiết bị bị rạn nứt, phồng móp, bị ăn mòn sử dụng Khi thiết bị nổ sinh công lớn phá vỡ vật cản gây tai nạn cho người lao động Nổ hóa học: biến đổi mặt hóa học chất diễn thời gian ngắn, với tốc độ lớn tạo lượng sản phẩm cháy lớn, nhiệt độ cao áp lực lớn làm hủy hoại vật cản, gây tai nạn cho người lao động phạm vi vùng nổ Cảnh báo nguy cháy nổ Các chất gây nổ hóa học bao gồm khí cháy bụi, chúng hịa trộn với khơng khí đạt đến tỷ lệ định gây nổ Ví dụ khí amoniac axetylen sinh hầm chứa chất thải gia súc để sản xuất biogas gây nổ Nổ vật liệu nổ (nổ chất nổ): sinh cơng lớn, đồng thời gây sóng xung kích khơng khí gây chấn động bề mặt đất phạm vi bán kính định Nổ kim loại nóng chảy: xảy rót kim loại lỏng vào khuôn bị ướt, thải xỉ vào bãi đất có nước 1.2.5 Nhóm yếu tố nguy hiểm hóa chất Nhóm yếu tố nguy hiểm hóa chất gây nhiễm độc cấp tính ôxit carbon (CO), amoniac (NH3), loại axit mạnh (H2SO4, HCl ), thuốc bảo vệ thực vật nhiều loại hóa chất khác Cảnh báo nguy hóa chất độc hại 1.2.6 Các yếu tố có hại sản xuất Những yếu tố điều kiện lao động không thuận lợi, không đảm bảo giới hạn tiêu chuẩn vệ sinh lao động cho phép, làm giảm sức khỏe người lao động, gây bệnh nghề nghiệp yếu tố có hại sản xuất 10 Đồ thị cho thấy: Đường cong ngõ thẳng biên độ 32 Điều có nghĩa mạch khuếch đại cho độ lợn 32 lần dãy tần tín hiệu từ 10Hz đến 1MHz Sau tathử xem thành phần ảnh hưởng đến đường cong biêntần * Khởi đầu thêm tụ tạo tác dụng hồi tiếp nghịch, lấy tín hiệu ngõ chân C trả ngõ vào chân B Tụ C3 có trị 120pF 43 PHẦN V: ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ Ngày IC analog sử dụng rộng rãi kỹ thuật điện tử Khi sử dụng chúng cần đấu thêm điện trở, tụ điện, điện cảm tùy theo loại chức chúng Sơ đồ đấu trị số linh kiện cho sổ tay IC analog Các IC analog chế tạo chủ yếu dạng khuếch đại thuật toán - mạch khuếch đại lý tưởng - thực nhiều chức máy điện tử cách gọn - nhẹ - hiệu suất cao.ở chương ta xét khuếch đại thuật toán số ứng dụng chúng Khái niệm đặc tính Ký hiệu op- amp Khuếch đại thuật toán (KĐTT) ngày sản xuất dạng IC tương tự (analog) Có từ "thuật tốn" lần chế tạo chúng người ta sử dụng chúng máy điện toán Do đời khuếch đại thuật toán mà mạch tổ hợp analog chiếm vai trò quan trọng kỹ thuật mạch điện tử Trước chưa có khuếch đại thuật tốn tồn vô số mạch chức khác Ngày nay, nhờ đời khuếch đại thuật tốn số lượng giảm xuống cách đáng kể dùng khuếch đại thuật tốn để thực chức khác nhờ mạch hồi tiếp ngồi thích hợp Trong nhiều trường hợp dùng khuếch đại thuật tốn tạo hàm đơn giản hơn, xác giá thành rẻ mạch khuếch đại rời rạc (được lắp linh kiện rời ) Ta hiểu khuếch đại thuật toán khuếch đại lý tưởng : có hệ số khuếch đại điện áp vô lớn K → ∞, dải tần số làm việc từ 0→ ∞, trở kháng vào cực lớn Zv → ∞, trở kháng cực nhỏ Zr → 0, có hai đầu vào đầu Thực tế người ta chế tạo KĐTT có tham số gần lý tưởng Hình 1.1a ký hiệu KĐTT : 44 KĐTT ngày chế tạo IC nằm phần IC đa chức Tên gọi, khuếch đại thuật toán“ trước dùng để loại mạch điện sử dụng máy tính tương tự, nhiệm vụ mạch nhằm thực phép tính như: Cộng, trừ, vi phân, tích phân Khuếch đại thuật toán viết tắt OPs op-amp Hiện nay, người ta sản xuất khuếch đại thuật toán dựa kỹ thuật mạch đơn tinh thể ứng dụng rộng rãi kỹ thuật tương tự Điện áp chiều cung cấp cho khuếch đại thuật tốn điện áp đối xứng ± VS, thơng thường sơ đồ mạch không vẽ chân cung cấp điện áp Tuy nhiên, ứng dụng khuếch đại tín hiệu xoay chiều sử dụng nguồn cấp điện đơn cực + VS – VS so với masse Khuếch đại thuật tốn có hai ngõ vào ký hiệu +Vin gọi ngõ vào không đảo ngõ vào P (positive) ngõ vào -Vin gọi ngõ vào đảo ngõ vào N(negative) hình 1.1 Tín hiệu ngõ vào khơng đảo pha với tín hiệu tín hiệu ngõ vào đảo ngược pha với tín hiệu ngõ Điện áp chiều cung cấp cho khuếch đại thuật toán điện áp đối xứng ± UB, thông thường sơ đồ mạch không vẽ chân cung cấp điện áp Tuy nhiên, ứng dụng khuếch đại tín hiệu xoay chiều sử dụng nguồn cấp điện đơncực + UB – UB so với masse Khuếch đại thuật toán có hai ngõ vào ký hiệu E+ cịn gọi ngõ vào không đảo ngõ vào P (positive) ngõ vào E- gọi ngõ vào đảo ngõ vào N(negative) hình 1.1 Tín hiệu ngõ vào khơng đảo pha với tín hiệu tín hiệu ngõ vào đảo ngược pha với tín hiệu ngõ - Đặc tính opamp Ký hiệu ngõ A, thông thường vi mạch khuếch đại thuật tốn có tối thiểu chân là: chân tín hiệu vào, chân tín hiệu chân cấp điện chiều, bảng trình bày đặc tính khuếch đại thuật toán lý tưởng so sánh với khuếch đại thuật toán thực tế Hiện hệ số khuếch đại mạch hở V0 điện trở ngõ vào re khuếch đại thuật toán thực tế gần với giá trị lý tưởng 45 2.Mạch khuếch đại đảo Nguyên lý hoạt động Mạch khuếch đại đảo Hệ số khuếch đại điện áp V mạch tính với điều kiện khuếch đại thuật tốn lý tưởng có nghĩa Vo = ∞ re = ∞ Xét ngõ vào mạch: UA = U D – U mà: UD = V đó: UA = - U2 Từ tính hệ số khuếch đại mạch Vì re = ∞ nên dòng qua R1 dòng qua R2 Suy ra: Từ công thức cho thấy hệ số khuếch đại mạch khuếch đai đảo phụ thuộc vào linh kiện ngồi hai điện trở R1 R2 dấu trừ chứng tỏ điện áp điện áp vào ngược pha VD: cho mạch khuếch đại đảo với UE = 100 mV, UA = - V R1 = 10 KΩ Tìm hệ số khuếch đại V giá trị R2 ? Giải : Trình bày ký hiệu điện mạch khuếch đại đảo nói Bảng tóm tắt thơng số quan trọng mạch khuếch đại đảo dùng khuếch đại thuật toán 46 Mạch khuếch đại đảo Bảng 1: Tóm tắt thơng số mạch khuếch đại đảo Do cấu tạo khuếch đại thuật toán gồm nhiều mạch khuếch đại liên lạc trực tiếp với nên khuếch đại thuật tốn có khả khuếch đại chiều có nghĩa giới hạn tần số thấp fmin = Hz giới hạn tần số cao fmax vào khoảng 1KHz Hình 2.4 mơ tả đáp ứng tần số mạch khuếch đại thuật toán Đáp ứng tần số opamp Từ hình 2.3 cho thấy phụ thuộc hệ số khuếch đại V theo tần số điện áp vào, hầu hết ứng dụng khuếch đại thuật tốn ln làm việc chế độ có hồi tiếp âm mạch ngồi Vì hệ số khuếch đại giảm xuống giới hạn tần số cao tăng lên có nghĩa dải thông mạch trở nên rộng hơn, hình 2.3 cho thấy hệ số khuếch đại V = 10 dải thông b2 = MHz Đối với loại khuếch đại thuật tốn có giá trị fT tương ứng, giống transistor hệ số khuếch đại , giới hạn tần số cao tần số cắt fT có quan hệ với theo biểu thức V fmax = fT = số 47 Vì fT khơng thay đổi nên tăng cao fmax phải giảm hệ số khuếch đại V Trên thực tế, đường đặc tính Vo khơng tuyến tính hình 2.4 mà ln tồn sai lệch định, sai lệch giảm nhỏ mạch bù tần số ráp thêm bên thường điện dung mạch RC, giá trị phần tử RC cho sổ tay nhà sản xuất Mạch khuếch đại không đảo Nguyên lý hoạt động Mạch khuếch đại không đảo Điện áp cần khuếch đại đưa vào ngõ vào không đảo E+ điện áp hồi tiếp phần điện áp đưa vào ngõ vào đảo E-.Giống trường hợp khuếch đại đảo , khuếch đại thuật toán xem nhưlà lý tưởng, phương trình điện áp ngõ vào ngõ mạch viết sau: UE = U D + U UA = U + U Vì UD = V nên phương trình trở thành UE = U UA = U + U Suy hệ số khuếch đại V Vì dòng điện ngõ vào khuếch đại qua R1và R2 nhau, ta có: thuật tốn xem nên dòng Nhận xét: Hệ số khuếch đại dương ln lớn Do đó, tín hiệu vào đồng pha giá trị V phụ thuộc vào hai điện trở R1 R2 Ưu điểm mạch khuếch đại không đảo điện trở ngõ vào mạch cao nên thường gọi tên mạch khuếch đại đo lường 48 Ký hiệu mạch khuếch đại khơng đảo Ví dụ: Cho mạch khuếch đại khơng đảo có sơ đồ hình 2.10 với điện trở R1 = 10 KΩ R2 = 200 KΩ Tìm hệ số khuếch đại V điện áp UE = 100 mV Giải Như nói trên, đặc điểm mạch điện trở ngõ vào lớn Tuy nhiên, trường hợp mạch khuếch đại đảo chọn giá trị R1 R2 cách thích hợp làm cho hệ số khuếch đại nhỏ 1, có nghĩa điện áp nhỏ điện áp vào Bảng sau trình bày số đặc tính quan trọng mạch khuếch đại không đảo dùng khuếch đại thuật toán 49 PHẦN VI: CẤU TRÚC BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC Giới thiệu PLC (Programable Logic Control – Bộ điều khiển loaic khả trình) Hình thành từ nhóm kỹ sư hãng General Motors năm 1968 với ý tưởng ban đầu thiết kế môt điều khiển thỏa mãn yêu cầu sau: Lập trình dễ dàng ,ngơn ngữ lập trình dễ hiểu Dễ dàng sửa chữa thay Ổn định môi trường công nghiệp Giá cạnh tranh Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC : programmable Logic Control) (hình 1.1 ) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình ,thay cho việc thể thuật tốn mạch số Như ,với chương trình điều khiển ,PLC trở thành điều khiển số nhỏ gọn , dễ thay đổi thuật toán đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh ( với PLC khác với máy tính ) Tồn chương trình điều khiển lưu nhớ nhớ PLC dạng khối chương trình (khối OB ,FC FB) thực lặp theo chu kỳ vịng qt 50 Để thực chương trình điều khiển , tất nhiên PLC phải có tính máy tính ,nghĩa phải có vi xử lý (CPU), hệ điều hành ,bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển ,dữ liệu cổng vào/ra để giao tiếp với đối tượng điều khiển trao đổi thông tin với mơi trường xung quanh Bên cạnh ,nhằm phục vụ tốn điều khiển số ,PLC cịn cần phải có thêm khối chức đặc biệt khác nhu đếm (Counter), định (Timer) khối hàm chuyên dụng Phân loại Căn vào số lượng đầu vào/ra,ta phân PLC thành bốn loại sau: - Micro PLC loại có 32 kênh vào/ra - PLC nhỏ có đến 256 kênh vào/ra - PLC trung bình có đến 1024 kênh vào/ra - PLC cỡ lớn có 1024 kênh vào/ra Các micro –PLC thường có 32 đầu vào/ra Trên hình 1.2 ví dụ micro PLC họ T100MD – 1616 hãng Triangle Research International sản xuất Cấu tạo tương đối đơn giản toàn phận tích hợp bảng mạch có kích thước nhỏ gọn Micro- PLC có cấu tạo gồm tất phận xử lý tín hiệu ,bộ nguồn ,các kênh vào/ra khối Các Micro – PLC có ưu điểm PLC nhỏ giá thành rẻ dễ lắp đặt Cấu trúc nguyên lý làm việc Tất PLC có thành phần là: nhớ chương trình RAM bên (có thể mở rộng thêm số nhớ ngồi EPROM),một vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC, module I/O 51 Bên cạnh đó, PLC hồn chỉnh cịn kèm thêm đơn vị lập trình tay hay máy tính Hầu hết đơn vị lập trình đơn giản có đủ RAM để chứa đựng chương trình dạng hồn thiện hay bổ sung Nếu đơn vị lập trình đơn vị xách tay, RAM thương loại CMOS có pin dự phịng, chương trình kiểm tra sẵn sàng sử dụng truyền sang nhớ PLC Đối với PLC lớn thường lập trình máy tính nhằm hỗ trợ cho viết, đọc kiểm tra chương trình Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458 3.1.Nguyên lý hoạt động PLC 3.1.1 Đơn vị trung tâm: CPU điều khiển hoạt động bên PLC Bộ xử lý đọc kiểm tra chương trình chứa nhớ, sau thực lệnh chương trình, đóng hay ngắt đầu Các trạng thái ngõ phát tới thiết bị liên kết để thực thi toàn hoạt động thực thi phụ thuộc vào chương trình điều khiển giữ nhớ 3.1.2 Hệ thống bus Hệ thống bus tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song: - Address bus: bus địa dùng để truyền địa tới module khác - Data bus: bus dùng để truyền liệu - Control bus: bus điều khiển dùng để truyền tín hiệu định điều khiển đồng hoạt động PLC Trong PLC số liệu trao đổi vi xử lý module vào thông qua data bus Address bus data bus gồm đường, thời điểm cho phép truyền bit byte cách đồng thời hay song song Nếu module đầu vào nhận địa Address bus, chuyển tất trạng thái đầu vào vào data bus Nếu địa byte đầu xuất Address bus Module đầu tương ứng nhận liệu từ data bus Control bus chuyển tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động PLC Các địa số liệu truyền lên bus tương ứng thời gian hạn chế Hệ thống Bus làm nhiệm vụ trao đổi thông tin CPU, nhớ I/O Bên cạnh CPU cung cấp xung clock có tần số từ 1,8 Mhz Xung định tốc độ hoạt động PLC cung cấp yếu tố định thời, đồng hồ hệ thống 3.1.3 Bộ nhớ : Tất PLC dùng nhớ sau : ROM , RAM, EPROM Với tiến công nghệ chế tạo nhớ nên PLC dùng nhớ EPROM Trường hợp ứng dụng cần nhớ lớn lựa chọn nhớ RAM có nguồn ni nhớ EPROM PLC cần thêm nhớ RAM cho chức sau : 52 - Bộ đếm để lưu giữ trạng thái ngõ vào/ra - Bộ nhớ tạm thời cho tác vụ định thời gian, đếm, truy xuất cờ PLC thường yêu cầu nhớ trường hợp: Làm định thời cho kênh trạng thái I/O Làm đệm trạng thái chức PLC định thời, đếm, gọi Relay Mỗi lệnh chương trình có vị trí riêng nhớ, tất vị trí nhớ đánh số, số địa nhớ Địa ô nhớ trỏ đến đếm địa nằm bên vi xử lý Bộ vi xử lý giá trị đếm thêm trước xử lý lệnh Với địa mới, nội dung ô nhớ tương ứng xuất đầu ra, trình gọi trình đọc Bộ nhớ bên PLC tạo vi mạch bán dẫn, vi mạch có khả chứa 2000-16000 dịng lệnh tùy theo loại vi mạch PLC nhớ RAM EPROM sử dụng - RAM nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ nội dung lúc nào, nội dung RAM bị nguồn điện nuôi bị Để tránh tình trạng PLC trang bị pin khơ có khả cung cấp lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tế RAM dùng khởi tạo kiểm tra chương trình Khuynh hướng dùng CMOSRAM khả tiêu thụ thấp tuổi thọ cao - EPROM (Electrically Programable Read Only Memory) nhớ mà người sử dụng bình thường đọc không ghi nội dung vào được, nội dung EPROM khơng bị mất nguồn, gắn sẵn máy, nhà sản xuất nạp chữa sẵn hệ điều hành Nếu người sử dụng không muốn sử dụng nhớ dùng EPROM gắn bên PLC Trên PG (Programer) có sẵn chỗ ghi xóa EPROM - EEEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) liên kết với truy xuất linh động RAM có tính ổn định Nội dung xóa lập trình điện nhiên số lần có giới hạn Mơi trường ghi liệu thứ tư đĩa cứng đĩa mềm sử dụng máy lập trình Đĩa cứng đĩa mềm có dung lượng lớn nên dùng để lưu chương trình lớn thời gian dài Kích thước nhớ + Các PLC loại nhỏ chứa từ 300-1000 dịng lệnh tùy theo cơng nghệ chế tạo + Các PLC loại lớn có kích thước từ 1k-16k có khả chứa từ 2000-16000 dịng lệnh Ngồi cịn cho phép gắn thêm nhớ mở rộng RAM, EPROM 53 3.1.4 Các ngõ vào I/O: Các đường tín hiệu từ cảm biến nối vào modul (các đầu vào PLC) cấu chấp hành nối với modul (các đầu PLC) Hầu hết PLC có điện áp hoạt động bên 5V, tín hiệu xử lý 12/24VDC 100/240VAC Mỗi đơn vị I/O có địa chỉ, hiển thị trạng thái kênh I/O cung cấp đèn LED PLC, điều làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nên dễ dàng đơn giản Bộ xử lý đọc xác định trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thực việc đóng ngắt mạch đầu Hoạt động bên PLC Xử lý chương trình Khi chương trình nạp vào nhớ PLC, lệnh vùng địa riêng lẻ nhớ PLC có đếm địa bên vi xử lý, chương trình bên nhớ vi xử lý thực lệnh một, từ đầu cuối chương trình Mỗi lần thực chương trình từ đầu đến cuối gọi chu Thời gian thực chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử lý PLC độ lớn chương trình Một chu bao gồm ba giai đoạn nối tiếp nhau: - Đầu tiên, xử lý đọc trạng thái tất đầu vào Phần chương trình phục vụ cơng việc có sẵn PLC gọi hệ điều hành - Tiếp theo, xử lý đọc xử lý lệnh chương trình Trong đọc xử lý lệnh, vi xử lý đọc tín hiệu đầu vào, thực phép toán Logic kết sau xác định trạng thái đầu - Cuối vi xử lý gán trạng thái cho đầu modul đầu Xử lý xuất nhập.: Gồm hai phương pháp khác việc xử lý I/O PLC - Cập nhật liên tục: Điều đỏi hỏi CPU quét lệnh ngõ vào (mà chúng xuất chương trình), khoản thời gian Delay xây dựng bên để chắn có tín hiệu hợp lệ đọc vào vi xử lý Các lệnh ngõ lấy trực tiếp tới thiết bị Theo hoạt động logic chương trình, lệnh OUT thực ngõ cài lại vào đơn vị I/O, chúng giữ trạng thái lần cập nhật - Chụp ảnh trình xuất nhập : Hầu hết PLC loại lớn có vài trăm I/O, CPU xử lý lệnh thời điểm Trong suốt trình thực thi, trạng thái ngõ nhập phải xét đến riêng lẻ lẻ nhằm dị tìm tác động chương trình Do yêu 54 cầu relay 3ms cho ngõ vào, nên tổng thời gian cho hệ thống lấy mẫu liên tục trở nên dài tăng theo số ngõ vào Để làm tăng tốc độ thực thi chương trình, ngõ I/O cập nhật tới vùng đặc biệt chương trình Ở đây, vùng RAM đặc biệt dùng đệm lưu trạng thái logic điều khiển đơn vị I/O Mỗi ngõ vào có địa I/O RAM Suốt trình copy tất trạng thái vào I/O RAM Quá trình xảy chu kỳ chương trình (từ Start đến End) Thời gian cập nhật tất ngõ vào/ra phụ thuộc vào tổng số I/O copy tiêu biểu vài ms Thời gian thực thi chương trình phụ thuộc chiều dài chương trình điều khiển tương ứng lệnh khoản ÷ 10 µs Ưng dụng PLC cơng nghiệp Do cấu trúc dạng Modul dễ bảo trì dễ thay đổi chương trình,do cấu trúc ngày hồn thiện vi xử lí,modul hóa phận, tinh , chịu điều kiện khác nghiện môi trường sản xuất nhiêt độ áp xuất Đặc biệt lập trình nên dễ dàng nhanh chóng việc thay đổi chương trình làm việc hệ thống sản xuất Do ưu sử dụng PLC môi trường công nghiệp, hầu hết phận điều khiển sản xuất thay điều khiển lập trình 55 Bàn điều khiển sử dụng lập trình PLC 56 Phần mềm mơ q trình làm việc Mơ giám sát hệ thống băng tải 57 ... chân B Tụ C3 có trị 120pF 43 PHẦN V: ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ Ngày IC analog sử dụng rộng rãi kỹ thuật điện tử Khi sử dụng chúng cần đấu thêm điện trở, tụ điện, điện cảm tùy theo loại chức chúng Sơ đồ... bỏng lạnh, nguy cháy, nổ v.v Cảnh báo nguy TNLĐ bỏng nhiệt 1.2.3 Nhóm yếu tố gây nguy hiểm điện Theo mức điện áp cách tiếp xúc tạo nguy điện giật, điện phóng, điện từ trường, làm tê liệt hệ hơ... điện: dùng làm kho chứa điện, dùng để lọc lấy dịng tín hiệu có tần số cao, cắt dịng điện dạng DC, dùng dập biên xung ứng Do cấu tạo tụ điện cho cực kẹp lớp điện môi mỏng cách điện, nên dùng Ohm kế