Giáo trình lý thuyết Điện khí nén

Từ ĐIỆN xuất phát từ Ai Cập cổ. Đã có khám phá rằng, thanh hổ phách tạo lực lạ hút tóc người và tạo tia lửa. Tên Ai Cập của hổ phách là (elektron) và các khám phá sâu hơn về các hiện tượng bí ẩn, lực này mang điện. Điều mà người Ai Cập cổ phát hiện ra nay gọi là Điện tĩnh và chúng ta biết rằng có trường điện tĩnh xung quanh vật tích điện, tương tự trường điện từ. Thậm chí đến thời đại máy tính ngày nay, năng lượng hạt nhân và các nghiên cứu về vật liệu siêu dẫn, câu hỏi Điện là gì? còn chưa thể giải đáp hết. Chúng ta chỉ có thể quan sát và mô tả các tác động của điện và chúng ta biết rằng có sự khác biệt khi thay đổi vật liệu (như kim loại chẳng hạn), nhưng chúng ta không biết chính xác đó là gì. Điện tĩnh không thể được sử dụng như nguồn điện. Điện áp có thể tăng rất cao, nhưng dòng điện lại rất nhỏ và khi mất điện, mọi thứ biến mất mãi đến khi sự ma sát tạo ra điện trường mới. Ứng dụng năng lượng điện cần một nguồn khác.

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG KỸ THUẬT ĐIỆN - KHÍ NÉN LÝ THUYẾT Hà Nội, tháng 06-2021 KỸ THUẬT ĐIỆN - KHÍ NÉN LÝ THUYẾT CÁC NỘI DUNG ĐƯỢC TRÌNH BÀY ☺ Lý thuyết điện ☺ Các thiết bị điện khí nén ☺ Thiết kế mạch ☺ Phụ lục MỤC LỤC Lý thuyết điện 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 Điện gì? Điện tĩnh PIN, Dòng Điện Một Chiều Các Thiết Bị Tiêu Thụ Điện Máy Phát Điện 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 Các định luật Mạch Điện Cơ Bản Định luật Ohm .7 Kết nối nối tiếp Mắc song song .9 Định luật Kirchhoff 10 1.3 Từ Trường 10 Các thiết bị điện khí nén 18 2.1 Cảm biến từ xi lanh 18 2.1.1 Nguyên lý 18 2.1.2 Phương pháp lắp đặt 18 2.2 Van Điện Từ 21 2.2.1 Tác Động Trực Tiếp 21 2.2.2 Tác Động Gián Tiếp 23 2.3 Các thiết bị điều khiển 25 Thiết kế mạch .29 3.1 Tiêu Chuẩn 29 3.2 Mạch điện khí nén 30 Phụ lục 46 4.1 Tiêu chuẩn 46 4.2 Ký hiệu IEC 46 4.3 Bậc Bảo Vệ 50 Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén Lý thuyết điện 1.1 Điện gì? 1.1.1 Điện tĩnh Từ ĐIỆN xuất phát từ Ai Cập cổ Đã có khám phá rằng, hổ phách tạo lực lạ hút tóc người tạo tia lửa Tên Ai Cập hổ phách -(elektron) khám phá sâu tượng bí ẩn, lực mang "điện" Điều mà người Ai Cập cổ phát gọi "Điện tĩnh" biết có "trường điện tĩnh" xung quanh vật tích điện, tương tự trường điện từ Thậm chí đến thời đại máy tính ngày nay, lượng hạt nhân nghiên cứu vật liệu siêu dẫn, câu hỏi "Điện gì?" cịn chưa thể giải đáp hết Chúng ta quan sát mô tả tác động điện biết có khác biệt thay đổi vật liệu (như kim loại chẳng hạn), khơng biết xác Điện tĩnh sử dụng nguồn điện Điện áp tăng cao, dịng điện lại nhỏ điện, thứ biến đến ma sát tạo điện trường Ứng dụng lượng điện cần nguồn khác 1.1.2 PIN, Dòng Điện Một Chiều Count Alessandro Volta nhà vật lý người Ý, sống từ năm 1745 đến 1827, có số khám phá sáng chế quan trọng Sáng chế quan trọng PIN Nguyên lý PIN hai kim loại khác nhau, có vật lót giống felt, nằm dung dịch acid "Bánh mì kẹp thịt" đơn giản tạo dòng điện Để gia tăng lượng, Volta gia tăng số lượng ổ bánh có nguồn điện dùng "Chuỗi Điện Áp" nguồn cung cấp điện thời gian dài Điện áp phụ thuộc vào cực Chúng ta biết kiểu thành phần, mô tả "PIN khô" Cịn có loại gọi "PIN ướt", "PIN Galvanic", phát triển L Galvani (1737-1798), nhà vật lý người Ý giáo sư y khoa Bologna PIN galvanic gồm có vessel có chứa acid sulfuric (như "electrolyte"), đồng kẽm Thanh đồng có khuynh hướng nhường điện tích cho kẽm hình thành dòng điện kết nối hai với dây dẫn Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén Axit Sulfuric diluted Thanh kẽm Thanh đồng Hình 1.1 - PIN “ướt” lúc trước Điều xảy ra? Câu trả lời cho câu hỏi ẩn chứa lượng bí ẩn Để hiểu tồn diện vấn đề, nhiều thí nghiệm hóa học tìm câu mơ tả đơn giản xác Điều khơng để giải thích ngun lý hoạt động PIN từ xưa đến nay, mà cần biết tượng tương tự thảo luận điện tử,, đặc biệt linh kiện bán dẫn Giới thiệu ngắn: Ký hiệu Oxy O, Hydro H Ví dụ nước, hai nguyên tử hydro nguyên tử oxy kết hợp tạo thành phân tử Ký hiệu H2O Acid Sulfuric H2SO4 Có nghĩa phân tử bao gồm hai nguyên tử hydro, nguyên tử sulfur bốn nguyên tử oxy Acid sulfuric tách lại thành hai phần, H2 SO4 (Sulphate), tạo ion sulphate mang điện tích âm ion hydro mang điện tích dương Ion gì? Nguyên tử tất các vật liệu chủ yếu bao gồm hạt nhân số điện tích bao quanh Số điện tích hình thành vật liệu Ví dụ như: Oxy có tám điện tích xoay quanh hạt nhân theo lớp Lớp bên có hai lớp bên ngồi có sáu Tương tự, năm điện tích lớp bên ngồi tạo Nitơ Hạt nhân giữ điện tích lực điện giữ tồn hệ thống trạng thái cân Nếu vì, tác động từ bên ngồi, điện tích rời khỏi quĩ đạo nó, ngun tử tích điện dương - gọi ion dương Tương tự, điện tích nhập vào quĩ đạo nguyên tử khác, thề thêm vào điện âm trở thành ion âm Trở lại trường hợp PIN: Kẽm giải ion kẽm mang điện tích dương dung dịch acid Vì thế, số điện tích âm cịn lại kẽm Tiến trình xảy đạt trạng thái cân Điều tương tự xảy đồng, kẽm tích điện âm cao hơn, hay nói theo cách khác, kẽm tích nhiều điện tích đồng Nếu kết nối sợi dây kim loại đầu kim loại, điện tích di chuyển từ kẽm sang đồng: tức dòng điện tạo Sự khác biệt tích điện hai kim loại gọi điện lực điện Đơn vị đo Volt, mang tên nhà phát minh Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén lượng điện Trong tiếng Anh, điện thường gọi "Điện Áp" Các đề cập Kẽm/Đồng tạo lượng diện điện động 1.1 Volt Khi ô galvanic hoạt động, điện tích di chuyển xuyên qua electrolyte từ kẽm đến đồng Điều tạo electrolytical decomposition Hydro hình thành bao phủ điện cực đồng với mantle bulb nhỏ dịch chuyển điện tích dừng Phần cịn lại acid sulfuric tác dụng với kẽm Điều nhanh chóng làm giảm lượng điện động Để ngăn ngừa điều này, đồng phủ vật liệu bind hydro chuyển đổi thành nước cách giải thoát oxy Điều cho phép ô hoạt động đến tất kẽm bị ăn mòn hết Trả lời khái quát câu hỏi đầu đề: "Điện dòng di chuyển hạt mang điện tích" 1.1.3 Các Thiết Bị Tiêu Thụ Điện Ơ "Tiêu Thụ" tương tự galvanic, thay đồng kẽm, có hai dẫn điện Thanh electrolyte chống ăn mòn acid Điều chưa làm hệ thống làm việc, bề mặt kim loại sớm bị phủ lead, sản phẩm kết hợp lead với acid sulfuric Trước tích điện có lead sulphate, PbSO4 hai kim loại electrolyte, acid sulphuric H2SO4 Bằng cách cho phép dòng điện chiều chạy qua dẫn, hydro (H2) chạy đến đĩa tích điện âm SO4 chạy đến đĩa tích điện trái dấu Có thể hiểu, hydro kết hợp lead sulphate vào lead khiết Trên đĩa cịn lại SO4 acid kết hợp lại thành acid sulphuric Phương trình: PbSO4 + PbSO4 + H2O => Pb + PbSO4 + H2SO4 Theo biểu thức trên, hai đĩa có giá trị nhau; bạn tìm kết tương tự tất nguyên tố hai phía phương trình, có kết hợp lại Phản ứng xảy ngược lại tiêu thụ xảy dòng điện chạy theo hướng ngược lại: Pb + PbSO4 + H2SO4 => PbSO4 + PbSO4 +2 H2O Tiến trình tạo lực hút điện khoảng Volt cặp điện cực lặp lại tiến trình cách nạp lại điện Để tạo Volt, ba ô nối liên tiếp 1.1.4 Máy Phát Điện Nguồn cấp điện tạo máy phát, dẫn động nước cánh dẫn nước từ nguồn khác Lượng lớn lượng chuyển thành điện phân phối liên lục địa đường dây cao áp Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén Nguyên lý hoạt động dựa lực hút nam châm, ta thảo luận phần sau Chúng ta giải thích nguyên lý hoạt động phần mang tên "Máy Phát Điện" 1.2 Các định luật 1.2.1 Mạch Điện Cơ Bản Một mạch điện ln vịng kín, với ba phần thiết yếu sau:  Nguồn cung cấp  Tải  Phần tử đóng ngắt mạch Đèn (tắt) Mở cơng tắc Dịng điện Đóng cơng tắc Hình 1.2 - Mạch điện bản; a: tiếp điểm mở, đèn tắt; b: tiếp điểm đóng, đèn sáng Nguồn điện PIN (như hình 0.0), tích điện, máy phát điện có nguồn gốc nguồn cung cấp điện chủ yếu Không có thiết bị khơng có lực di chuyển điện tích Tải đèn, cuộn dây, dây đốt, Khơng có tải, "ngắn mạch" xảy nối hai cực nguồn điện chung với Nghĩa là, dòng điện cung cấp nguồn điện đạt cực đại đủ lớn để làm nóng nung chảy dây dẫn Đó lý nguồn điện cần bảo vể cầu chì; cầu chì sợi dây dẫn mãnh dễ bị nung chảy đứt dịng để tránh hỏa hoạn Phần tử đóng ngắt mạch cần để đóng ngắt tải Chúng đâu mạch Chúng đóng ngắt mạch điện Tiếp điểm "mở" khơng tiếp xúc "đóng" có tiếp xúc hai đầu Chú ý chúng có nghĩa ngược lại van khí nén: van gọi "mở" có kết nối với ngõ vào ngõ "đóng" nguồn cấp bị ngắt 1.2.2 Định luật Ohm Định luật Ohm mô tả mối quan hệ điện áp, dòng điện điện trở Chúng ta so sánh sau:  Điện áp so sánh với áp suất hai năng, Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén  Dịng điện so sánh với lưu lượng dịng khí hai tao hai nguồn riêng biệt Surplus phân tử khí vessel nén tìm thấy cách mà, ví dụ buồng xylanh có áp suất thấp (mật độ phân tử khí hơn), xác dòng chảy điện tích surplus từ kẽm sang đồng PIN  Điện trở so sánh với khả dòng chảy Tuy nhiên kỹ thuật khí nén khơng có đơn vị cho điện trở, có đơn vị cho nghịch đảo Nghịch đảo điện trở kỹ thuật điện gọi Điện dẫn G Đơn vị S (Siemens), S = 1/W Phần tử khí nén điện dẫn G Khả Dịng chảy, đo tiết diện mặt cắt ngang S theo đơn vị mm2, so sánh với hệ số lưu lượng kv Cv  Lý giải PIN giúp hiểu điện trở, điên áp dịng điện gì: vấn đề mà hạt mang điện tích dễ dàng di chuyển nguyên tử Sự di chuyển phụ thuộc loại vật liệu dùng nối kết, chiều dài tiết diện dây dẫn Một dây lớn ngắn có điện trở nhỏ dây nhỏ dài Điều tương tự so sánh với ống dẫn khí nén  Đối với vật liệu xác định, chủ yếu đất nung kiếng khơng cho phép điện tích di chuyển qua lại trở kháng vơ lớn Những vật liệu gọi “Vật Cách Ly”  Định luật Ohm xác định:  Điện áp tích dịng điện trở kháng V = A Ohm Ohm đơn vị trở kháng, Ohm Tuy nhiên, đơn vị không phù hợp nội dung này, mà mối liên hệ: V = A Ohm 1A = a V / Ohm Ohm = V / A Đơn vị dòng điện A (Ampere), khám phá quan trọng nhà toán học người Pháp nhà vật lý Andre Ampere (1775-1836) Mẹo nhỏ để nhớ mối liên hệ ba đơn vị định luật Ohm có tam giác hình 1.3 Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén Hình 1.3 - Tam giác định luật Ohm 1.2.3 Kết nối nối tiếp Khi Volta muốn có nhiều lượng cho phần tử tích điện ơng ta hơn, ông ta kết nối liên tiếp chúng lại điện phần tử riêng lẻ gộp lại Đĩa với điện tích làm việc lớn tạo dịng điện lớn Kết tương tự cách kết nối chúng song song (Hình 0.0) Tổng trở kháng số điện trở mắc liên tiếp giá trị riêng lẻ R kết = R1 + R2 + Rn Hình 1.4 - Mắc mạch nối tiếp, a điện trở, b PIN Hình 1.4 thể mạch mắc nối tiếp ba điện trở có giá trị khác Điều kiện chung cho kết nối liên tiếp mạch là, chúng phải dòng điện Như hàng, dòng điện dịch chuyển xuyên qua tất phần tử Theo định luật Ohm, áp rơi phần tử tính V = A Ohm Trong hình 1.4a, tổng trở kháng 3.5 ohm dòng điện A, áp điểm đầu 12 V giảm V 10 V qua điện trở Ở điện trở giữa, áp rơi rơi V V điện trở cuối 0.5 ohm làm rơi áp V V Tổng trở kháng 3.5 ohm, tổng rơi áp 2*3.5 = V Trong hình 1.4b, ba PIN mắc nối tiếp Mỗi PIN tạo 1.5 V dòng 0.5 A PIN thứ nhì mắc cực (-) tiếp xúc cực (+) PIN thứ Điểm cực âm đầu có điện áp 1.5 V điểm cực âm thứ nhì V Hàng nối dài nhiều đến đủ điện áp, với điều kiện tất PIN dòng điện Số lượng PIN mắc nối tiếp gia tăng điện áp; dòng điện chạy qua PIN cũ 1.2.4 Mắc song song Mạch song song, dịng điện cộng lại tổng điện trở thấp điện trở nhỏ Giá trị điện trở là: 1/R kết = / R1 + / R2 + / Rn Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén Hình 1.5 - Mắc song song, a điện trở, b PIN Hình 1.5a, ba điện trở 10, 20 50 ohm mắc song song Trở kháng tổng 1/R kq = / 10 + / 20 + / 50 = 10 / 100 + / 100 + / 100 = 0.17 => R kq = 100/17 ohm Tổng dòng điện lúc I = 10 V / 100/17ohm = 1.7 A 1.2.5 Định luật Kirchhoff Định luật diễn tả cách dòng điện chia qua số kết nối song song Định luật Kirchhoff thể đơn giản: Tổng dòng điện tổng thành phần, I tổng = I1 + I2 + In Hình 1.5a, áp điện trở 10 V Dòng điện qua điện trở bên trái 10V/10ohm = A Theo cách tương tự, có 0.5 A điện trở 0.2 A cho điện trở bên phải Tổng dòng điện lúc 1.7 A; kết tương tự đạt tính tốn tổng điện trở áp dụng vào định luật ohm Hình 1.5b thể mạch mắc song song ba PIN Điện áp cho tất điều kiện cho mạch mắc song song có điện áp Tổng dịng điện tổng dòng điện ba PIN Điện áp dịng điện lớn Được giải thích diện tích bề mặt kim loại lớn ba lần nên số điện tích di chuyển qua nhiều thời gian 1.3 Từ Trường - Nam Châm Nếu kim loại đặt vào vùng từ trường, trở thành nam châm Điều xem có lượng để hút vật sắt Đường sức từ thể xếp miếng sắt, đặt giấy nam châm Nam châm có đầu gọi cực bắc đầu lại gọi cực nam Nếu nam châm thả mặt nước, đầu hướng cực bắc Đầu gọi cực bắc Hai cực khác dấu hút nhau, hai cực dấu đẩy Đường sức từ hình 2.6a Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 10 Ví dụ 1: Chúng ta vẽ mạch điện cho chuyển động nối tiếp A+, B+, A-, B- (hình 3.11c) Ta bắt đầu với van điện từ trạng thái công tắc trạng thái điều khiển Start/Stop cuối chu kỳ Câu hỏi Trả lời Cái cấp điện đầu Cuộn điện từ A+ tiên? Chu trình bắt đầu Đóng cơng tắc “Start” nào? Khi chu trình khởi động lại? Khi B quay trở (bo) Khi A+ tắt? Khi xylanh B bắt đầu (bo nhả ra) A- xả khí? Hoạt động gì? Khi cấp điện? Khi tắt? B- xả khí? Điều kiện xa hơn? Đúng B+ Hoạt động gì? Khi cấp điện? Khi tắt? A- A+ xả khí? Điều kiện xa hơn? Hoạt động tiếp theo? Mạch điện Khi A (a1 tác động) Khi xylanh A quay Đúng Không Khi B (b1 hoạt động) Khi xy lanh A quay (a1 nhả ra) Đúng Không B- Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 37 Khi B- cấp điện? Khi tắt? B+ xả khí? Điều kiện xa hơn? Hình 3.12 - Vẽ bước Khi A quay lại (ao hoạt động) Khi xy lanh A bắt đầu (ao nhả ra) Đúng Khơng Phần khí nén sơ đồ mạch lúc bị giới hạn đến xylanh van điện từ van chỉnh tốc , có Các thay đổi từ trường hợp đến trường hợp khác chủ yếu ký hiệu loại van, trạng thái hay trạng thái Đối với lý sau, phải phần tàon sơ đồ, mạch điện Hình 3.13 trình bày phần mạch khí nén hồn chỉnh hình 3.12d Hình 3.13 - Mạch khí nén hồn chỉnh hình 3.12d Ví dụ 1: Trong ví dụ trước khơng có lệnh điều khiển chồng lấp Tuy nhiên, có chuyển động nối tiếp tiếp theo, trình bày Sơ đồ bước hình.4.14, kiểu hoạt động điển hình “Kẹp Khoan” Những yêu cầu là: Phải có cơng tắc ngắt nguồn khẩn cấp để cắt nguồn điện cho cấu điều khiển trường hợp có tình nguy hiểm Khi nhả ra, chu trình không tiếp tục hoạt động trở lại Nguồn bật lên tắt với nút nhấn trạnhg thái Nguồn tắt vị trí nghỉ cài đặt Cho chu trình, nút nhấn “Start” khác khởi đầu cho chu trình Hình 3.14 Sơ đồ bước cho Kẹp Khoan Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 38 Những mạch điện khí nén ln u cầu lựa chọn cẩn thận chức van phù hợp cho an tồn, bao gồm việc khơng có cơng tắc ngắt khẩn cấp (Emergency Stop) Nguồn điện bị cách đột ngột, khí nén chứa nguồn cịn đầy Trong trường hợp kẹp hay gia cơng khí, thiết bị giữ yêu cầu cầu van trạng thái, để tránh thả kẹp trường hợp ngắt khẩn cấp bị điện Máy khoan sau phải thu cơng cụ máy khoan ngưng Như vậy, cần thiết phải có van tác động Tắt nguồn với nút nhấn “OFF” sử dụng vị trí nghỉ Một cơng tắc trạng thái cài đặt tuần hoàn hay, nhả vị trí suốt chu trình, để dừng cuối chu trình Chúng ta bắt đầu hội thoại: Câu hỏi Trả lời Cơng tắc nguồn đóng Với rờ le (CR: Rờ le vòng) mạch giữ mở nào? Làm Vị trí nghỉ xác định cơng tắc xylanh c0 nút nhấn tác động Chúng ta kết nối “OFF” với “OFF” hoạt động tiếp điểm NC cơng tắc OFF hoạt vị trí nghỉ động c0 tác động cuối chu trình Cơng tắc xylanh có tiếp Không, yêu cầu dùng rờ le để cung điểm N.C ko? cấp nó, để khơng quy chiếu, gọi rờ le Rc0 (Mạch “Nhân rộng tiếp điểm”) Cái chuyển động đầu C+ tiên? Tín hiệu xác nhận C1 hành trình nó? C- xả? Khơng Làm bỏ C- ? C- theo D-, tác động d0 Cơng tắc hoạt động lúc D av64n cịn vị trí nghỉ Ta đặt tiếp điểm rờ le đường dẫn tới C-, cấp điện cho rờ le với nút “Start” ta thấy sau nơi để khởi động lại nó, ta gọi “MR” cho “Rờ le nhớ” (“Memory Relay”) Mạch vẽ lúc này, thể hình 3.15 Trước xa nữa, thảo luận thêm đặc tính: Đường dây số 1: Đóng “ON” cấp điện cho rờ le CR ES ngắt kết nối tới CR cách vô điều kiện Đường dây số 2: Với “OFF” không hoạt động, tiếp điểm CR giữ rờ le CR Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 39 Đường dây số 3: Tiếp điểm N.C Rc0 mở nguồn điện bật C vị trí nghỉ, c0 đường dẫn sau cấp điện cho rờ le Rc Trong suốt chu trình, tiếp điểm đóng “OFF” khơng thể ngắt nguồn điện Vì “Rc0” tiếp điểm rờ le, khơng thể vẽ “được giữ mở” vẽ tự tiếp điểm N.C c 0, mạch điện giả định nguồn điện tắt Tiếp điểm CR đường dẫn số cung cấp lượng cho cịn trì mạch, vậy, mạch xa hơn, từ đường dẫn số cao hơn, bị ngắt kết nối Công tắc ngắt khẩn cấp (Emergency Stop) nhấn Đường dây số 5: “C” vị trí nghỉ (Rc0 đóng) cơng tắc “Start” nhấn, rờ le nhớ MR cấp điện giữ hết tiếp điểm đường dây Ở tiếp điểm đó, cuộn điện từ C+ cấp điện phận chốt giữ Ta nhận sau tiếp điểm “?” ngắt mạch giữ Chúng ta tiếp tục với hội thoại (để thiết kế hình 3.16 bên dưới) Hình 3.15- Sáu đường dây ví dụ Câu hỏi Chuyển động kế tiếp? Tín hiệu kích? c1 có khoảng thời gian phù hợp cho van trạng thái? Ta đặt d1 đường dẫn số 5? C- cấp điện Trả lời Xylanh D (van trạng thái) c1 Khơng, bật C quay Ta có MR Ta giữ tiếp điểm NO tắt MR D vị trí “1” Như vậy, tiếp điểm đánh dấu “?” đường dây số hình 3.15 d1 Khơng, u cầu tiếp điểm N.C, ta cần rờ le Rd1 sử dụng tiếp điểm N.C Có, loạt kết nối với MR, để cắt Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 40 với d0 ? trước C+ cấp điện lần Cuộn điện từ trì cấp điện chu trình ngừng lại Có rờ le sẵn sàng: tiếp điểm N.C cảu Rc0 mở vị trí nghỉ ngắt điện C- cuối hành trình Hình 3.16 Những mạch thuộc chu kỳ hình 3.14  Hệ thống tầng Cái gọi hệ thống tầng thảo luận xun suốt cho mạch khí nén khóa khí nén Do đó, ta cho hệ thống biết Hệ thống áp dụngcho mạch điện khí nén? Câu trả lời CĨ, có “van điều khiển tầng” thay rờle Hình 3.17 Nguyên lý Rờ le tầng Nguyên lý rờ le tầng thể hình 3.17, mở rộng theo yêu cầu Những tiếp điểm chuyển đổi định với kết nối N.C phía trên, “tiếp điểm mức” nhấn xuống cuộn dây rờ le cấp điện Những rờ le giữ cấp điện nhóm cuối kết thúc Ví dụ 1: Cho chuỗi hoạt động liên tiếp: A+, B+, | A-, C+, D+, B-, | C-, D- Yêu cầu: Mạch điện Có nhóm chu trình bắt đầu nhóm Như điều khiển tay, cần có nút nhấn “Start” nút nhấn “Stop” Nút “Start” khởi động chuỗi hoạt động tuần hoàn nút nhấn Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 41 “Stop” nhấn để dừng chu trình vị trí cuối Để đạt tín hiệu liên tục cho chu trình tuần hồn, u cầu rờ le với mạch giữ ta ký hiệu CR (rờ le vịng) Một tiếp điểm kích hoạt bước Cho hệ thống tầng, rờ le khác với mạch giữ sử dụng, ta ký hiệu R1 Tín hiệu cuối nhóm cấp điện cho tín hiệu cuối từ nhóm ngắt kết giữ Ví rờ le giữ có átc động lệnh điều khiển đầu tiên, loạt kết nối với tiếp điểm CR kết nối trực tiếp đến nguồn cung cấp Tương tự xuất đường dây số cho tiếp điểm làm việc Hình 3.18 thể sơ đồ mạch điện Hình 3.18 - Sơ đồ mạch điện hệ thống tầng A+,B+|A-,C-,D+,B-|C-,D- Rờ le R1 phải có tiếp điểm “Đóng trước ngắt” Mặt khác, rờ le cấp điện đưường dây số ngắt cuộn dây bị cắt điện Với tiếp điểm “đóng trước ngắt”, tiếp điểm N.O đưo27ng dây số kiểm sốt cấp điện trước Một rờ le với tiếp điểm “đóng trước ngắt” đóng ngắt linh hoạt Trong trường hợp rờ le với tiếp điểm “đóng trước ngắt” khơng có sẵn, cơng tắc hành trình b1 đường dây cung cấp trực tiếp từ nguồn cấp đỉnh Biện pháp hoạt động tốt đây, b tránh cho b0 khỏi bị ngắt mạch giữ Trong trường hợp tất yếu khác,một trở ngại dù xảy Sau nhóm tách biệt khác giải vấn đề Ví dụ 2: Ta vẽ mạch điện cho chuỗi hoạt động liên tiếp: E+, F+, E-, G+, H+, H-, g-, FChia nhóm: E+, F+ | E-, G+, H+ | H-, G-, F- hay E+ | F+, E-, G+, H+ | H-, G-, F- Cách chia tao thành nhóm chu trình ab81t đầu với nhóm Cách chia thứ đưa nhóm thích hợp cho khí nén, chu trình bắt đầu bên nhóm Hình 3.19 thể tồn sơ đồ, vẽ cách nghiêm khắc theo quy định với nhóm phân chia Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 42 Hình 3.19 - Sơ đồ theo hệ thống tầng E+, F+ | E-, G+, H+ | H-, G-, F- Ở đường dây ta tìm tiếp điểm N.C cúa nhóm rờ le “GR” (trong khí nén, đường dây nguồn cấp nhóm một), sau đó, cơng tắc trạng thái “Start/Stop” cơng tắc xylanh f0 tín hiệu cuối chu trình Điều làm E+, lệnh điều khiển chu trình Vì tín hiệu c1 cuối nhóm 1, khởi đầu nhóm Điều có nghĩa bật rờ le GR lên Điều xảy đường dây Sẽ mạo hiểm để lấy nguồn cho cơng tắc e1 từ “nhóm 1”, từ phía sau tiếp điểm N.O GR, bị dao động Cuộn dây bị ngắt điện tiếp điểm thường đóng ngắt điều khơng phải ln ln tiếp điểm N.O đường dây đóng hồn tồn giữ cho cuộn dây cấp điện Khi e không tác động nơi GR phải ngắt đi, ta lấy nguồn điện từ nguồn cấp đỉnh Trong trường hợp điều Tiếp điểm GR đường dây cung cấp tất lệnh điều khiển nhóm việc giữ GR MẠch giữ yêu cầu cho rờ le bình thường, khơng cài chốt, tah2nh phần trạnh tah1i giống “van tầng” sử dụng khí nén Nó ngắt với “tín hiệu cuối nhóm 1”, trường hợp h1 Vì tiếp điểm N.C yêu cầu, ta phải nghịch đảo h 1, công tắc xylanh N.O với rờ le Chúng ta ký hiệu “Rh 1” để giữ quy chiếu cho “vị trí 1” xylanh H Tiếp điểm ngắt đường dây Lệnh điều khiển H- nhóm 1, cấp điện trực tiếp từ nhóm cấp nguồn tahy cho tiếp điểm GR tách biệt đường dây 8, ta sử dụng đường dây với kết nối đến đường dây 8, biểu thị với đường chấm đứt Điều thể đặc tính song song riêng biệt “nhóm đường dây”, biết từ mạch khí nén Mạch làm việc tốt, thường có thiếu sót điện, cuộn điện từ H-, G- F- trì cấp điện cuối cuả chu trình Cũng khơng vẽ điều kiện thuận lợi để bật nguồn lên hay tắt Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 43 Để ngắt điện cuộn điện từ máy không hoạt động, ta yêu cầu rờ le khác Do đó, ta sử dụng cách chia thứ làm hệ thống tầng với nhóm Ta gắn thêm mạch phụ ON/OFF quen thuộc sử dụng ví dụ “Kẹp Khoan” hình 3.16, hình 3.20 thể kết quả, khơng có cấp điện chu trình ngừng vị trí kết thúc Hình 3.20 - Mạch điện khí nén tầng hồn chỉnh với tiện ích “Start Stop” + Nguyên lý bước Ta bàn nguyên lý bước khóa đào tạo Điều Khiển Điện Trong phạm vi này, hữu dụng để tạo mạch rờ le bước, trình bày nguyên lý cách đơn giản rõ ràng Sau đó, nâng cao để trở thành mạch tiêu chuẩn lập trình “Có thể lập trình được” phạm vi có nghĩa, chu trình điều khiển cách kết nối ngõ vào ngõ đến thiết bị chuỗi hoạt động liên tiếp thiết bị làm việc chu trình hoạt động Mỗi bước có ngõ vào ngõ ngõ tác động ngõ vào nó, bước trước kích hoạt Hình 3.21 thể mạch rờ le để giải thich nguyên lý Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 44 Hình 3.21 Ngun lý rờ le bước Để thực khối thống nhất, ngõ vào ngõ phải nối với cơng tắc u cầu cuộn điện từ kết nối Đối với rờ le bước hình 3.21, khối thống trơng giống hình 3.22 Hình 3.22 - Rờ le bước khối thống Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 45 Phụ lục 4.1 Tiêu chuẩn Đại lượng Điện tích Điện áp Điện Dòng điện Điện trở Điện kháng Trở kháng Điện trở suất Độ dẫn điện Điện dung Công, Năng lượng Công suất Ký Hiệu Q,q U φ I R X Z ρ G C W P Đơn vị SI C=A s V V A Ω Ω Ω Ωm S F=A s/V J=V A s=Ws W=V A Ghi C=Coulomb V=Volt A = Ampere Ω = Ohm S = Siemens=1/ Ω=A V F=Farad J=Joule 4.2 Ký hiệu IEC - Dây dẫn thiết bị kết nối Dây dẫn đơn Dây cáp với dây dẫn Kết nối dây dẫn Dầu nối (vịng trịn tơ đậm) Bảng đầu nối, ví dụ trình bày với đầu nối đánh dấu Mối nối dây dẫn Mối nối đường dây cắt ngang Ổ cắm (cái) Cực ổ cắm Đầu cắm (đực) Cực đầu cắm Đầu cắm ổ cắm (đực cái) Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 46 - Đèn thiết bị báo hiệu Đèn, ký hiệu chụng Nếu muốn thể màu, ghi theo mã sau đặt sát ký hiệu: RD=đỏ, YE=vàng, GN=xanh lá, BU=xanh dương, WH=trắng Thể loại đèn, cần, là: Ne=Neon, LED= Diode phát sáng, v.v… Đèn chớp Cịi Chng Còi báo - Đèn thiết bị báo hiệu Đường dẫn kết nối khí Kết nối khí với biểu thị chiều quay Làm trễ, trễ theo hướng từ trái sang phải Làm trễ, trễ theo hướng từ phải sang trái Tự trở Chốt, tách rời Chốt, nối khớp Thiết bị chốt, nối khớp Thiết bị chốt, tách rời Điều khiển vận hành tay Trường hợp tổng quát Hạn chế truy nhập - Bằng cách kéo Bằng cách nhấn Bằng cách quay Bằng tác động tiếp cận Bằng cảm ứng Bằng bàn đạp Công tắc khẩn cấp Bằng đòn bẩy Bằng lăn Bằng điều khiển khí nén hay thủy lực, tác động đơn Bằng điều khiển khí nén hay thủy lực, tác động kép Bằng kích hoạt điện từ Bằng đồng hồ điện Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 47 - Ký hiệu tiếp điểm: Có tập hợp lớn ký hiệu công tắc tiêu chuẩn hóa bời IEC (BSC3939) Ta chọn ký hiệu yếu để sử dụng mạch điện khí nén - Những ký hiệu đặc tính Mơ tả Ký hiệu Chức tiếp điểm Chức làm phận ngắt điện tự động Chức cơng tắc vị trí (chức cơng tắc hành trình) Ký hiệu đặt bên cạnh tiếp điểm hoạt động (có thể đặt hai bên) (Sử dụng khơng có chế độ hoạt động đặc biệt, chốt đẩy lăn, biểu thị) Chức lị xo hồi Khơng có lị xo hồi (giữ vị trí đóng) - Những tiếp điểm vị trí Tiếp điểm đóng Tiếp điểm ngắt Tiếp điểm chuyển đổi ngắt trước đóng Tiếp điểm chuyển đổi ngắt trước đóng Tiếp điểm chiều với vị trí ngắt Tiếp điểm đóng với lị xo hồi Tiếp điểm đóng khơng có lị xo hồi (giữ vị trí đóng, trạng thái) Tiếp điểm ngắt với lò xo hồi Tiếp điểm chiều, vị trí ngắt giữa, với lị xo hồi từ vị trí bên trái khơng có từ vị trí bên phải Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 48 - Ví dụ ký hiệu hồn chỉnh Cơng tắc hành trình lăn, tiếp điểm đóng, khơng hoạt động vị trí nghỉ (vị trí dạng sơ đồ mạch), với lị xo hồi Cơng tắc hành trình lăn, tiếp điểm ngắt, khơng hoạt động vị trí nghỉ (vị trí sơ đồ mạch vẽ), với lị xo hồi Cơng tắc hành trình lăn, tiếp điểm đóng, hoạt động vị trí nghỉ (vị trí sơ đồ mạch vẽ), với lò xo hồi Cơng tắc điều khiển tay, tiếp điểm đóng với lị xo hồi về, ký hiệu tổng qt Cơng tắc hoạt động kiểu nút nhấn với lò xo hồi Bộ lựa vị trí, với tiếp điểm giữ vị trí nhấn ngắt trung tâm, hoạt động kiểu địn bẩy Bộ lựa vị trí, vị trí giữ vị trí đóng, hoạt động núm xoay Công tắc tiệm cận, hoạt động dựa đến gần nam châm, tiếp điểm đóng - Rờ le Điện - Cơ Thiết bị tác động (cuộn dây rờ le), ký hiệu tổng quát Cuộn dây rờ le đóng chậm Cuộn dây rờ le nhả chậm Cuộn dây rờ le đóng chậm nhả chậm Cuộn dây rờ le chốt khí Cuộn điện từ với cuộn dây (cuộn điện từ với vài cuộn dây biểu thị số nét sổ nghiêng phù hợp lặp lại ký hiệu thể hiện) Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 49 4.3 Bậc Bảo Vệ Ký hiệu biểu thị: IP* * Dấu * biểu thị cho số: chữ số biểu thị độ bảo vệ liên quan đến tiếp xúc môi trường, số thứ bảo vệ chống lại nước, xem bảng Số Tiếp xúc môi trường Số Nước thứ thứ hai Khơng có bảo vệ đặc biệt Khơng có bảo vệ đặc biệt Bảo vệ chống lại thâm nhập Bảo vệ chống lại nước nhỏ phần tử nhỏ với đường thẳng đứng Nó khơng kính > 50mm có tác động có hại Khơng có phịng chống đặc biệt từ (Chống nhỏ giọt) xâm nhập cố ý tay, Bảo vệ chống lại nước nhỏ xâm nhập với giọt thẳng đứng với góc phận thể lớn nghiêng đối tượng từ vị trí bình thường nó, đến 150 (Chống nước nhỏ xiên) Chống thâm nhập phần tử > Chống nước từ góc độ 12mm nào, lớn 600 Nó có Chống xâm nhập ngón tay thể khơng gây tác hại (Chống nước phun) Không xâm nhập phần tử, Bảo vệ chống nước, bắn từ đối tượng dây dẫn v.v…dày góc vật cần 2.5mm bảo vệ (Chống nước bắn) Bảo vệ chống lại xâm nhập Bảo vệ chống lại tia nước từ phần tử hay đối tưởng với vòi phun, hướng vào đường kính > 1mm vật cần bảo vệ (Chống vòi phun) Bảo vệ chống lại tác hại bụi Bảo vệ chống nước ngập bám Không hồn tồn kín bụi Chống nước đối tượng bị Sự xâm nhập giới hạn tới nhúng vào nước, áp suất số lượng mà ảnh hưởng danh nghĩa điều kiện thời đến chức hoạt động (Chống gian (Chống nhúng nước) tiếp xúc toàn bộ) Chống bụi Bảo vệ tiếp xúc hoàn Thích hợp làm việc liên tục tồn nước điều kiện xác định nhà sản xuất (Chống ngâm nước) Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 50 Tài liệu hướng dẫn sử dụng Kỹ thuật điện - khí nén 51 ... động gì? Khi cấp điện? Khi tắt? B- xả khí? Điều kiện xa hơn? Đúng B+ Hoạt động gì? Khi cấp điện? Khi tắt? A- A+ xả khí? Điều kiện xa hơn? Hoạt động tiếp theo? Mạch điện Khi A (a1 tác động) Khi xylanh... khi? ??n Start/Stop cuối chu kỳ Câu hỏi Trả lời Cái cấp điện đầu Cuộn điện từ A+ tiên? Chu trình bắt đầu Đóng cơng tắc “Start” nào? Khi chu trình khởi động lại? Khi B quay trở (bo) Khi A+ tắt? Khi. .. diện với lý để phát triển kỹ thuật điều khi? ??n khí nén đạt độ yên tĩnh cao Châu Âu Sự xuất điều khi? ??n lập trình PLC cho phép hệ thống lớn điều khi? ??n điều khi? ??n, giúp van điện từ tác động gián tiếp