Đang tải... (xem toàn văn)
TrÇn xu©n tïy.[r]
(1)Đại học đà nẵng
Tr−ờng đại học bách khoa Khoa khí
**D * E**
Tập giảng
Hệ thống đIện tử
(2)
CHƯƠNG 1: ĐIỀU KHIỂN LOGIC
1.1 KHÁI NIỆM QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
“Điều khiển” q trình hệ thống, tác động hay nhiều đại lượng vào thi đại lượng thay đổi theo quy luật định
1.1.1 Hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển bao gồm thiết bị điều khiển đối tượng điều khiển, thể
hiện sơđồ hình 1.1
Đối tượng điều khiển: Thiết bị, máy móc kỹ thuật
Thiết bịđiều khiển: Các phần tử truyền tín hiệu, phần tử xử lý điều khiển, cấu chấp hành, thể sơđồ hình 1.2
Trong đó:
Phần tử truyền tín hiệu: nhận giá trị đại lượng lý đại lượng vào
Ví dụ: cơng tắc, nút bấm, cơng tắc hành trình, cảm biến, …
Phần tử xử lý tín hiệu điều khiển: xử lý tín hiệu vào theo quy tắc logic, làm thay đổi trạng thái phần tửđiều khiển, điều khiển dòng lượng theo yêu cầu để
làm thay đổi trạng thái cấu chấp hành
Ví dụ: van đảo chiều, van chắn (van chiều, van logic OR, van logic AND), van tiết lưu, van áp suất, rơle, phần tử khuếch đại, phần tử chuyển đổi tín hiệu, …
Cơ cấu chấp hành: thay đổi trạng thái đối tượng điều khiển, đại lượng mạch điều khiển
Ví dụ: xilanh, động cơ, biến đổi áp lực.v.v P/tử truyền tín hiệu Phần tử xử lý
điều khiển Cơ cấu chấp hành
Hình 1.2 Các phần tử hệ thống điều khiển Hình 1.1 Sơđồ hệ thống điều khiển
Thiết bịđiều khiển
Đối tượng điều khiển Tín hiệu nhiễu z
Dây chuyền sản xuất
xe1
xe2
xe
(3)Tín hiệu điều khiển:đại lượng xa thiết bịđiều khiển đại lượng vào xe đối
tượng điều khiển
Tín hiệu nhiễu z:đại lượng tác động từ bên vào hệ thống gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống điều khiển
1.1.2 Các loại tín hiệu điều khiển
Thơng tin (tín hiệu vào xe tín hiệu xa) mạch điều khiển hoạt động theo
một quy luật định sẵn thực tín hiệu áp suất, giá trị áp suất gọi thông số tín hiệu Tín hiêu tương tự (liên tục) tín hiệu rờI rạc thể qua hình 1.3
Hình 1.3 Phân loại tín hiệu
1.2 CÁC PHẦN TỬ LOGIC
Trong điều khiển logic có hai trạng thái, trạng thái “0” trạng thái “1”
Ví dụ 1:
Nếu a = L = Nếu a = L =
Ta viết L = a
Trong đó: a nút ấn thường mở; L đèn tín hiệu
Ví dụ 2:
Nếu b = L = Nếu b = L =
Ta viết L=b−
Trong đó: b nút ấn thường đóng; L=b− phủđịnh b
a L
b L
Tương tự
Tín hiệu số Tín hiệu nhị phân Tín hiệu ba
(4)Ví dụ 3: Một phần tử sơđồ mạch điều khiển logic khí nén thể hình 1.3
Khi 1.1 (0) ⇒ 1.2 lùi
Khi 1.1 (1) ⇒ 1.2 duỗi thẳng
R
P
1 A
R P A R P A B R P S A R P B
S B R P A S
Z Y X
A B R P a b A R P R P S2 S1 1.1 1.2
(5)Khi 1.1 (0) (có tín hiệu A-) ⇒ 1.2 lùi về
Khi 1.1 (1) (có tín hiệu A+) ⇒ 1.2 duỗi thẳng
Các phần tử logic ký hiệu nhưở bảng sau (tiêu chuẩn EU USA):
S2 S1
1.2
Hình 1.5 Sơđồ logic điện khí nén R
P
S
A+ A
-1.1
Số TT Ký hiệu Tên gọi
1
2
3
4
5
6
NOT
AND
NAND
OR
NOR
XOR (EXC-OR)
Theo tc EU Theo tc USA
1
Theo tc EU Theo tc USA
&
Theo tc EU Theo tc USA
&
Theo tc EU Theo tc USA
≥1
Theo tc EU Theo tc USA
≥1
Theo tc EU Theo tc USA
(6)Dịng điện trì lúc ấn nút a Thời gian tự trì dịng điện mạch, khả nhớ mạch điện Trong kỹ thuật điều khiển gọi phần tử nhớ Flipflop Phần tử Flipflop có cổng vào, cổng thứ ký hiệu S (SET) cổng thứ ký hiệu R (RESET), phần tử Flipflop gọi cách khác phần tử RS-Flipflop
1.5.1 Phần tử RS - Flipflop
a Phần tử RS - Flipflop có RESET trội hơn:
Hình 1.16 Phần tử nhớ(mạch điện tự trì phần tử RS – Flipflop có RESET trội hơn)
Nếu cổng SET (b) có giá trị “1”, tín hiệu L có giá trị “1” nhớ (mặc dù sau tín hiệu cổng SET đi) cổng RESET (a) có giá trị “1”, phần tử Flipflop quay trở vị trí ban đầu Khi cổng SET cổng RESET có giá trị “1”, L có giá trị “0”
Ta có bảng giá trị phần tử RS - Flipflop sau:
b Phần tử RS - Flipflop có SET trội hơn:
Hình Phần tử nhớ(mạch điện tự trì phần tử RS – Flipflop có SET trội hơn)
Nếu cổng SET (b) có giá trị “1”, tín hiệu L có giá trị “1” nhớ (mặc dù sau tín hiệu cổng SET đi) cổng RESET (a) có giá trị “1”, phần tử Flipflop quay trở vị trí ban đầu Khi cổng SET cổng RESET có giá trị “1”, L có giá trị “1”
a b L
0 Không thay đổi 1 0 1
b a K
K a ≥1 & L
b S R
0
b a
0
L tín hiệu
tín hiệu vào
1
tín hiệu vào
b a
K
K a & ≥1 L
(7)Ta có bảng giá trị phần tử RS - Flipflop sau:
Phần tử RS - Flipflop với phần tử NOR có cổng Q Q , được biểu diễn như
sau:
Hình1.17 Phần tử RS – Flipflop với cổng Q Q
a b L
0 Không thay đổi 1 0 1
0
b a
0
L tín hiệu
tín hiệu vào
1
tín hiệu vào
≥1
≥1 S
R Q