Giáo trình Điều khiển điện khí nén (Nghề Điện công nghiệp)

1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CĐ CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI GIÁO TRÌNH Điều khiển điện khí nén NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐCN&TM, Ngày tháng năm2018 Của hiệu trưởng trường Cao đẳng Công nghiệp Thương mại Vĩnh phúc ,201 MỤC LỤC Bài 1: Cơ sở lý thuyết khí nén .3 1.1 Sự phát triển kỹ thuật khí nén 1.2 Khả ứng dụng khí nén .3 1.3 Những đặc trưng khí nén Bài 2: Máy nén khí thiết bị xử lý khí nén ……………………………………….9 2.1 Máy nén khí ……… …………………………………………………………… 2.2 Thiết bị xử lý khí nén…………………………………………………………….20 2.3 Thực hành khảo sát, lắp đặt, vận hành máy nén khí……………………… ……26 Bài 3: Các phần tử hệ thống điều khiển khí nén……/…………………… 30 3.1 Các loại van sử dụng điều khiển khí nén …………………………………30 3.2 Các phần tử mạch logic ……………………………………………………………… 50 3.3 Cơ cấu chấp hành……………………………………………………………… 54 Bài 4: Điều khiển điện – khí nén……………………………………………………59 4.1 Các phần tử điện –khí nén……………………………………………………… 59 4.2 Mạch điều khiển điện – khí nén với xilanh, kiểu điều khiển trực tiếp…… 60 4.3 Mạch điều khiển điện – khí nén với xilanh, kiểu điều khiển tùy động theo hành trình…………… ………………………………………………………………62 4.4 Mạch điều khiển điện – khí nén với xilanh, kiểu điều khiển tùy động theo thời gian………………………………………………………………………………… 63 4.5 Mạch điều khiển điện – khí nén với hai xilanh kiểu điều khiển theo trình tự … 65 4.6.Mạch điều khiển điện – khí nén với hai xilanh kiểu điều khiển theo tầng …… 66 BÀI 1: CỞ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHÍ NÉN 1 Sự phát triển kỹ thuật khí nén Ứng dụng khí nén có từ thời kỳ trước công nguyên, nhiên phát triển khoa học kỹ thuật thời khơng đồng bộ, kết hợp kiến thức học, vật lý, vật liệu … thiếu Cho nên phạm vi ứng dụng khí nén cịn hạn chế Mãi đến kỷ 17, nhà kỹ sư chế tạo người Đức Guerike, nhà toán học nhà triết học người Pháp Pascal, nhà vật lý người Pháp Papin xây dựng nên tảng ứng dụng khí nén Trong kỷ 19, máy móc thiết bị sử dụng lượng khí nén phát minh: thư vận chuyển ống khí nén (1835), Phanh khí nén (1880), búa tán đinh khí nén (1861) Trong lĩnh vực xây dựng đường hầm xuyên dãy núi Alpes Thụy sĩ (1857) lần người ta sử dụng khí nén với cơng suất lớn Vào năm 70 kỷ thứ 19 xuất Pari trung tâm sử dụng lượng khí nén với cơng suất lớn 7350KW Khí nén vận chuyển tới nơi tiêu thụ đường ống với đường kính 500mm chiều dài km Tại nơi khí nén nung nóng lên tới nhiệt độ từ 50 0C đến 1500C để tăng công suất truyền động động cơ, thiết bị búa hơi… Với phát triển mạnh mẽ lượng điện, vai trò sử dụng lượng khí nén bị giảm dần Tuy nhiên việc sử dụng lượng khí nén đóng vai trò cốt yếu lĩnh vực mà sử dụng lương điện nguy hiểm, sử dụng lượng khí nén dụng cụ nhỏ, truyền động với vận tốc lớn, sử dụng lượng khí nén thiết bị búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh… Và nhiều dụng cụ khác đồ gá kẹp chi tiết Sau chiến tranh giới thứ 2, việc ứng dụng lượng khí nén kỹ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ Với dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén sáng chế ứng dụng lĩnh vực khác nhau, kết hợp nguồn lượng khí nén với điện – điện tử nhân tố định cho phát triển kỹ thuật điều khiển tương lai Hãng FESTO (Đức) có chương trình pahts triển hệ thống điều khiển khí nén đa dạng, phục vụ cho công nghiệp mà phục vụ cho phát triển phương tiện dạy học (Didactic) 1.2 Khả ứng dụng khí nén 1.2.1 Trong lĩnh vực điều khiển Sau chiến tranh giới thứ 2, vào năm 50 60 kỷ 20, thời gian phát triển mạnh mẽ giai đoạn tự động hóa q trình sản xuất; kỹ thuật điều khiển khí nén phát triển mạnh mẽ đa dạng nhiều lĩnh vực Chỉ riêng Đức có 60 hãng chuyên sản xuất phần tử điều khiển bàng khí nén hãng Festo, hãng Herion, hãng Bosch Hệ thống điều khiển khí nén sử dụng lĩnh vực mà nguy hiểm, hay xảy cháy nổ, thiết bị phun sơn; loại đồ gá kẹp chi tiết nhựa, chất dẻo; sử dụng cho lĩnh vực sản xuất thiết bị điện tử, điều kiện vệ sinh mơi trường tốt an tồn cao Ngồi hệ thống điều khiển khí nén sử dụng dây chuyền rửa tự động; thiết bị vận chuyển kiểm tra thiết bị lị hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói, bao bì cơng nghiệp hóa chất 1.2.2 Hệ thống truyền động - Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: Các thiết bị, máy móc lĩnh vực khai thác, khai thác đá, khai thác than; công trình xây dựng, xây dựng hầm mỏ, đường hầm… - Truyền động quay: Những dụng cụ vặn vít từ M4 đến M300; máy khoan, công suất khoảng 3.5KW; máy mài công suất khoảng 2.5KW, máy mài với cơng suất nhỏ, với số vịng quay cao 100.000 vịng/ phút khả sử dụng động truyền động khí nén phù hợp - Truyền động thẳng: Vận dụng truyền động khí nén cho truyền động thẳng dụng cụ, đồ gá kẹp chi tiết, thiết bị đóng gói, loại máy gia công gỗ, thiết bị làm lạnh, hệ thống phanh hãm oto - Trong hệ thống đo kiểm tra: Dùng thiết bị đo kiểm tra chất lượng sản phẩm * Một số ứng dụng khí nén: Hình a: Máy hàn điểm Hình b: Máy khoan Hình c: Hệ thống lắp ráp ơtơ Hình d: Hệ thống điều khiển tự động Hình e: Điều khiển rơbốt Hình f: Dụng cụ cầm tay: khoan tay, dụng cụ vặn vít 1.3 Những đặc trưng khí nén Về số lượng: có sẵn khắp nơi nên sử dụng với số lượng vô hạn Về vận chuyển: khí nén vận chuyển dễ dàng đường ống, với khoảng cách định Các đường ống dẫn khơng cần thiết khí nén sau sử dụng cho ngồi môi trường sau thực xong công tác Về lưu trữ: máy nén khí khơng thiết phải sử dụng liên tục Khí nén lưu trữ bình chứa để cung cấp cần thiết Về nhiệt độ: khí nén thay đổi theo nhiệt độ Về phịng chống cháy nổ: khơng nguy gây cháy khí nén, nên khơng chi phí cho việc phịng cháy Khơng khí nén thường hoạt động với áp suất khoảng bar nên việc phịng nổ khơng q phức tạp Về tính vệ sinh:khí nén sử dụng thiết bị lọc bụi bẩn, tạp chất hay nước nên thường , không nguy phần vệ sinh.Tính chất quan trọng ngành công nghiệp đặc biệt như: thực phẩm ,vải sợi, lâm sản thuộc da Về cấu tạo thiết bị: đơn giản nên rẻ thiết bị tự động khác Về vận tốc: khí nén dịng chảy có lưu tốc lớn cho phép đạt tốc độ cao (vận tốc làm việc xy-lanh thường 1-2 m/s) Về tính điều chỉnh: vận tốc áp lực thiết bị cơng tác khí nén điều chỉnh cách vô cấp 1.4 Ưu, nhược điểm hệ thống truyền động khí nén 1.4.1 Ưu điểm: - Do khả chịu nén (đàn hồi) lớn khơng khí, nên trích chứa khí nén cách thuận lợi - Có khả truyền tải lượng xa, độ nhớt động học khí nén nhỏ tổn thất áp suất đường dẫn - Đường dẫn khí nén (thải ra) khơng cần thiết - Chi phí để thiết lập hệ thống truyền động khí nén thấp, nhà máy, xí nghiệp hệ thống đường dẫn khí nén có sẵn - Hệ thống bảo vệ áp suất đảm bảo 1.4.2 Nhược điểm: - Lực truyền tải trọng thấp - Khi tải trọng hệ thống thay đổi vận tốc truyền thay đổi khả đàn hồi khí nén lớn, thực chuyển thẳng quay - Dịng khí nén đường dẫn gây tiếng ồn 1.5 Đơn vị đo hệ thống điều khiển 1.5.1 Áp suất Đơn vị áp suất theo hệ đo lường SI Pascal (Pa) Pascal áp suất phân bố bề mặt có diện tích 1m2 với lực tác động vng góc lên bề mặt 1Newton (N) 1Pa = 1N/m2 1Pa = kgm/s2/m2 = kg/m2 Trong thực tế người ta dùng đơn vị bội số Pascal Megapascal (MPa) 1Mpa = 1000000 Pa Ngồi cịn sử dụng đơn vị bar: bar = 105 Pa Và đơn vị Kp/cm2 (theo tiêu chuẩn cộng hòa liên bang Đức) Kp/ cm2 = 0.980665 bar = 0.981 bar bar = 1.02 kp/ cm2 Trong thực tế coi: 1bar = 1kp/cm2 = 1at Ngồi số nước Anh, Mỹ cịn sử dụng đơn vị đo áp suất (psi) : 1bar = 15.4 psi 1.5.2 Lực Đơn vị lực Newton (N) N lực tác động lên đối tượng có khối lượng 1kg với gia tốc 1m/s 1.5.3 Công Đơn vị công Joule (J) 1J công sinh tác dộng lực 1N để vật dịch chuyển quãng đường 1m 1J = 1N.m 1.5.4 Công suất Đơn vị công suất Watt (W) 1W công suất thời gian 1giây sinh lượng 1J 1W = 1Nm/s 1.5.5 Độ nhớt động Độ nhớt động khơng có vai trị quan trọng hệ thống điều khiển khí nén Đơn vị độ nhớt động m2/s 1m2/s độ nhớt động chất có độ nhớt động lực 1Pa.s khối lượng riêng 1kg/m2 v = /  Trong đó: : Độ nhớt động lực (Pa.s) : khối lượng riêng (kg/m3) v: độ nhớt động (m2/s) 8 BÀI 2: MÁY NÉN KHÍ VÀ THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ NÉN 2.1 Máy nén khí 2.1.1 Khái quát chung Các nhà máy công nghiệp sử dụng khí nén nhiều hoạt động sản xuất Khí nén tạo từ máy nén khí có công suất khoảng từ mã lực (hp) đến 50.000 mã lực Theo báo cáo quan lượng mỹ, năm 2003 cho thấy khoảng 70% - 90% khí nén bị tổn thất dạng nhiệt, ma sát, tiếng ồn sử dụng khơng Vì máy nén khí hệ thống khí nén khu vực quan trọng để nâng cao hiệu sử dụng lượng nhà máy công nghiệp Cần lưu ý chi phí để vận hành hệ thống khí nén đắt nhiều so với chi phí mua máy nén khí (hình 6).Tiết kiệm lượng nhờ cải thiện hệ thống chiếm khoảng từ 20% đến 50% tiêu thụ điện, mang lại hàng trăm nghìn USD Quản lý hệ thống khí nén hợp lý giúp tiết kiệm lượng, giảm khối lượng bảo dưỡng, rút ngắn thời gian dừng vận hành, tăng sản lượng nâng cao chất lượng sản phẩm Maintenance: bảo trì Capital: Vốn Water: nước Energy: lượng Hình 2.1: Các khoản chi phí hệ thống khí nén 2.1.2 Máy nén khí Áp suất khí tạo từ máy nén khí, lượng học động điện động đốt chuyển đổi thành lượng khí nén nhiệt 2.1.2.1 Nguyên lý hoạt động phân loại máy nén khí a) Nguyên lý hoạt động - Nguyên lý thay đổi thể tích: khơng khí đưa vào buồng chứa, thể tích buồng chứa nhỏ lại Theo định luật Boyle – Mariotte áp suất buồng chứa tăng lên.Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý thể tích bao gồm: máy nén khí kiểu pittong, bánh răng, cánh gạt v.v - Nguyên lý động (máy nén dịng): khơng khí đưa vào buồng chứa, áp suất khí nén tạo động bánh dẫn Nguyên tắc hoạt động tạo lưu lượng công suất lớn Máy nén khí hoạt động theo nguyên lí bao gồm: máy nén khí kiểu ly tâm, máy nén khí dịng hỗn hợp.v.v b) Phân loại: 10 - Theo áp suất: + Máy nén khí áp suất thấp p < 15bar + Máy nén khí áp suất thấp p  15bar + Máy nén khí áp suất thấp p ≥300bar - Theo nguyên lý hoạt động: + Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích: máy nén kiểu pittong, máy nén khí kiểu cánh gạt, máy nén khí kiểu root, máy nén khí kiểu trục vít + Máy nén khí theo nguyên lý động năng: máy nén khí ly tâm, máy nén theo trục - Ta phân loại máy nén khí theo hình MÁY NÉN Máy nén thể tích Tịnh tiến Tác động đơn Tác động kép Máy nén động Quay Trục vít hình trơn ốc Ly tâm Dòng chất Chuyển động cuộn Theo trục Cánh quạt Vành Hình 2.2.: Các loại máy nén khí 2.2.2.2 Máy nén khí kiểu pittơng Trong doanh nghiệp, máy nén pittông sử dụng rộng rãi cho nén khí làm lạnh Các máy nén khí hoạt động nguyên lý bơm xe đạp đặc trưng ổn định lưu lượng áp suất đẩy thay đổi Năng suất máy tỷ lệ thuận với tốc độ Tuy nhiên công suất máy nén lại thay đổi a) Cấu tạo - Máy nén pittơng có nhiều cấu tạo khác nhau, bốn loại sử dụng nhiều là: thẳng đứng, nằm ngang, nối tiếp nằm ngang cân - đối xứng - Máy nén pittông trục đứng sử dụng khoảng công suất từ 50 – 150 cfm (foot khối/ phút) 10 54 3.3.2.2 Xy lanh tác động chiều (xy lanh tác động kép) a) Nguyên lý làm việc Nguyên tắc hoạt động xylanh tác động kép áp suất khí nén dẫn vào phía xylanh b) Ký hiệu - Xylanh tác động chiều khơng có giảm chấn Hình 3.34: Xylanh tác động chiều khơng có giảm - Xylanh tác động chiều có giảm chấn: Nhiệm vụ cấu giảm chấn ngăn chặn va đập pittong vào thành xylanh vị trí cuối hành trình Người ta dùng van tiết lưu chiều để thực giảm chấn Hình 3.35: Xylanh tác động chiều có giảm chấn điều Xylanh tác động chiều có giảm chấn khơng điều chỉnh 54 55 3.3.3 Động khí nén 3.3.3.1 Khái niệm chung Động khí nén cấu chấp hành, có nhiệm vụ biến đổi lượng năng, động khí nén thành lượng học- chuyển động quay Động khí nén có ưu điểm: - Điều chỉnh đơn giản mơmen quay số vịng quay - Đạt số vịng quay cao điều chỉnh vơ cấp - Khơng xảy hư hỏng, có tải trọng tải - Giá thành bảo dưỡng thấp Tuy nhiên, động khí nén có nhược điểm: - Giá thành cao (khoảng 10 lần so với động điện) - Số vòng quay phụ thuộc vào tải trọng - Xảy tiếng ồn lớn xả khí Động quay chiều Động quay hai chiều 3.3.3.2 Động bánh răngHình 3.36: Ký hiệu động khí nén Động bánh chia làm loại: Động bánh thẳng, động bánh nghiêng, động bánh chữ V Động bánh thường có cơng suất đến 59KW với áp duất làm việc 6bar mô men quay đạt đến 540Nm - Động bánh thẳng: Mômen quay tạo áp suất khí nén lên mặt bên Ống thải khí thiết kế dài có nhiệm vụ giảm tiếng ồn - Động bánh nghiêng: nguyên lý hoạt động bánh thẳng, điểm ý ổ lăn phải chọn để khử lực hướng trục lực dọc trục - Động bánh chữ V: có ưu điểm giảm tiêng ồn 55 56 Động bánh thẳng Động bánh nghiêng Động bánh nghiêng Hình 3.37: Động bánh ký hiệu 3.3.3.3 Động trục vít Hai trục quay động trục vít có bánh ăn khớp với nhau, số trục lồi số trục vít lõm từ 1-2 Để trục vít quay ăn khớp với hai trục phải quay đồng Hình 3.38: Động trục vít 3.3.3.4 Động cánh gạt Nguyên lý hoạt động động cánh gạt: Khí nén dẫn vào cửa 1, qua rãnh vào lỗ dẫn khí nén Dưới tác dụng cánh gạt, rơ to quay Khí nén thải cửa 56 57 Hình 3.39: Động cánh gạt 3.3.3.5 Động Tuốcbin Nguyên lý hoạt động động tuốcbin biến đổi động dịng khí nén qua vịi phun thành Vì số vòng động đạt cao (10.000 vòng/ phút) Động tuốc bin phân chia theo hướng dịng khí nén vào tuốc bin thành loại: dọc trục, hướng trục, Hình 3.40: Động tuốc bin 57 58 BÀI 4: ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN -KHÍ NÉN 4.1 Các phần tử điện –khí nén Khái niệm Điều khiển trình hệ thống, tác động hay nhiều đại lượng vào, đại lượng thay đổi theo quy luật định hệ thống (Theo tiêu chuẩn DIN 19266- Cộng hòa Liên Bang Đức) Một hệ thống điều khiển bao gồm: thiết bị điều khiển đối tượng điều khiển Tín hiệu nhiễu Đối tượng điều khiển Dây chuyền sản xuất X1 X2 Tín hiệu điều khiển Thiết bị điều khiển Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển - Đối tượng điều khiển thiết bị máy móc kỹ thuật - Thiết bị điều khiển (mạch điều khiển) bao gồm: phần tử đưa tín hiệu vào, phần tử xử lý điều khiển, cấu chấp hành - Tín hiệu điều khiển: đại lượng thiết bị điều khiển đai lượng vào đối tượng điều khiển - Tín hiệu nhiễu: đại lượng tác động từ vào hệ thống gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống Phần tử xử lý điều khiển Phần tử đưa tín hiệu Ví dụ:- Cơng tắc, nút ấn - Cơng tác hành trình - Cảm biến tia Ví dụ: - Van đảo chiều - Van chặn - Van tiết lưu - Van áp suất - Phần tử khuêch đại Cơ cấu chấp hành Ví dụ: - Xy lanh - Động khí nén Hình 4.2: Các phần tử mạch điều khiển Nguyên tắc thiết kế: Sơ đồ mạch điện – khí nén gồm hai phần: + Sơ đồ mạch điện điều khiển + Sơ đồ mạch khí nén Ký hiệu phần tử điện 58 59 - Tiếp điểm: - Nút ấn: - Rơ le: K A1 A2 K A1 A2 K A1 A2 K K - Cơng tắc hành trình: A1 A2 A1 A2 4.2 Mạch điều khiển điện – khí nén với xilanh, kiểu điều khiển trực tiếp Đây dạng điều khiển tương đối thường gặp điều khiển xy lanh Hành trình xy lanh khống chế cơng tắc hành trình Chỉ cần tác động vào nút mở, xy lanh hết hành trình xy lanh tự động Đây loại điều khiển máy khoan, dập chi tiết bán tự động Công nhân đưa chi tiết vào gá 59 60 bấm nút xy lanh dập chi tiết tự về, sau cơng nhân đưa chi tiết thực lại cơng đoạn Sơ đồ ngun lý Hình 4.2 Sơ đồ khí nén sơ đồ điện Trang bị Các trang thiết bị sử dụng: + Xy lanh khí nén + Van điện từ 5/2 tác dụng nam châm điện + Rơ le trung gian + Bộ nút ấn mở + Cơng tắc hành trình s2 lắp cuối hành trình xy lanh Hoạt động mạch Tác động vào nút mở, rơ le trung gian K có điện điều khiển đóng tiếp điểm thường mở, cấp điện cho van điện từ chuyển trạng thái, cấp khí cho xylanh piston bắt đầu ra, đồng thời trì dịng điện qua cuộn dây rơ le tác động vào nút mở Khi piston chạy hết hành trình khống chế cơng tắc hành trình s2 mở ngắt điện rơ le trung gian, tiếp điểm rơ le mở ngừng cấp điện cho van điện từ, van điện từ trở lại trạng thái đầu xả khí kéo piston Hướng dẫn lắp mạch - Lựa chọn xy lanh mơ hình - Xác định van điện từ cấp khí cho xy lanh chọn - Xác định cơng tác hành trình s2 tương ứng với xy lanh chọn - Lựa chọn rơ le trung gian mô hình, xác định chân rơ le - Lắp mạch theo sơ đồ - Đo kiểm tra vận hành thử 60 61 - Điều chỉnh van tiết lưu thay đổi tốc độ dịch chuyển van 4.3 Mạch điều khiển điện – khí nén với xilanh, kiểu điều khiển tùy động theo hành trình Đây dạng điều khiển khiển với việc xy lanh chuyển động lặp lại cách tuần hoàn Dạng điều khiển ta hay gặp dây chuyền sản xuất tự động hóa Sản phẩm chạy băng chuyền đến vị trí xy lanh Xy lanh có nhiệm vụ để dập chi tiết sau tự động vê Về đến cuối hành trình, lúc sản phẩm đến vị trí xy lanh lại tiếp tục dập chi tiết trình lặp lặp lại tác động vào nút dừng để dừng hệ thống Sơ đồ ngun lý Hình 4.3 Sơ đồ khí nén sơ đồ điện Trang bị Các trang thiết bị sử dụng: + Xy lanh khí nén + Van điện từ 5/2 tác dụng nam châm điện + Rơ le trung gian + Bộ nút ấn mở, dừng + Cơng tắc hành trình s1 s2 lắp đầu cuối hành trình xy lanh Hoạt động mạch Tác động vào nút mở, rơ le trung gian K1 có điện, điều khiển đóng tiếp điểm thường mở nhằm cấp điện cho rơ le trung gian K2 ban đầu Piston vị trí S1 lên tiếp điểm thường mở S1 trạng thái đóng Rơ le trung gian K2 có điện đóng 61 62 tiếp điểm thường mở K2 cấp điện cho van Y, trì dịng điện qua cuộn dây K2 K1 điện, lúc piston dịch chuyển khỏi vị trí s1 Van Y có điện chuyển trạng thái điều khiển piston ra, hết hành trình, cơng tắc s2 mở, ngắt điện K2 làm van Y điện trở trạng thái đầu, piston xả khí Khi Piston vị trí đầu, cơng tắc hành trình s1 lại đóng lại cấp điện cho K2, điều khiển đóng tiếp điểm thường mở nhằm cấp điện cho van Y lặp lại piston lại tiếp… Quá trình lặp lặp lại cách tuần hoàn tác động vào nút dừng hệ thống tự động chạy nốt chu kỳ lại dừng hẳn việc ngắt điện khỏi cuộn dây K1 Hướng dẫn lắp mạch - Lựa chọn xy lanh mô hình - Xác định van điện từ cấp khí cho xy lanh chọn - Xác định công tác hành trình s1 s2 tương ứng với xy lanh chọn đo kiểm tra xác định tiếp điểm thường mở s1 tiếp điểm thường đóng s2 - Lựa chọn rơ le trung gian mơ hình, đánh dấu K1 K2 sau xác định chân rơ le - Lắp mạch theo sơ đồ - Đo kiểm tra vận hành thử - Điều chỉnh van tiết lưu thay đổi tốc độ dịch chuyển van 4.4 Mạch điều khiển điện – khí nén với xilanh, kiểu điều khiển tùy động theo thời gian Việc đóng mở cửa khí nén tự động thực xy lanh Khi piston đẩy tương ứng với việc kéo cánh cửa ra, piston tương ứng với việc kéo cánh cửa đóng lại Q trình đóng mở phải đảm bảo yêu cầu sau: - Bật nút mở cửa tự động mở Khi cửa mở hết cửa dừng lại trạng thái mở khoảng thời gian định, (có thể điều khiển được) sau tự động đóng lại - Khi cửa mở thấy đợi lâu ấn nút đóng để tự động đóng cửa lại không cần đợi - Khi cửa đóng chưa đóng hết muốn mở tiếp cần tác động vào nút mở để cửa lại mở Sơ đồ nguyên lý 62 63 Hình 4.4 Sơ đồ khí nén sơ đồ điện điều khiển Trang bị Các trang thiết bị sử dụng - Bộ nút ấn D, M - Rơ le trung gian K1 - Rơ le thời gian TH - Cơng tắc hành trình s2 - Van điện từ Y1 Hoạt động Tác động nút M điện cấp cho rơ le K1 đóng tiếp điểm thường mở K1 cấp điện cho van Y1 điều khiển piston thực mở cửa Khi cửa mở hết lúc piston đến vị trí s2 cơng tắc hành trình s2 tác động đóng tiếp điểm s2 cấp điện cho rơ le thời gian TH - Rơ le thời gian TH có điện bắt đầu đếm thời gian dừng mở cửa, sau hết thời gian dừng mở cửa, TH mở tiếp điểm thường mở đóng chậm, ngắt điện khỏi quân dây K1 dẫn tới tiếp điểm K1 mở ngừng cấp điện cho van Y1 van chở trạng thái đầu piston dịch chuyển đóng cửa lại Hướng dẫn lắp mạch - Lựa chọn xy lanh mơ hình - Xác định van điện từ cấp khí cho xy lanh chọn - Xác định cơng tác hành trình s2 tương ứng với xy lanh chọn đo kiểm tra xác định tiếp điểm thường đóng s2 63 64 - Lựa chọn rơ le trung gian mơ hình, đánh dấu K1 sau xác định chân rơ le - Lựa chọn Rơ le thời gian có mơ hình đánh dấu TH sau xác định chân rơ le - Lắp mạch theo sơ đồ - Đo kiểm tra vận hành thử - Điều chỉnh van tiết lưu thay đổi tốc độ dịch chuyển van 4.5 Mạch điều khiển điện – khí nén với hai xilanh kiểu điều khiển theo trình tự Đây dạng điều khiển tương đối phổ biến cho hệ thống đột dập chi tiết với xy lanh thực gá kẹp chi tiết, xy lanh thực quy trình đột dập Sơ đồ nguyên lý Hình 4.5 Sơ đồ kết nối khí nén Trang bị Trang thiết bị sơ đồ gồm có: - Xy lanh 1.0 dùng để kẹp chặt chi tiết - Xy lanh 2.0 dùng để dập chi tiết - Van điện từ 5/2 điều khiển cấp khí cho xy lanh - Bộ nút bấm mở để khởi động - Rơ le trung gian K1 đến K4 64 65 - Cơng tắc hành trình s1 đến s4 đặt đầu cuối hành trình xy lanh Hoạt động Chi tiết công nhân vận hành đưa vào vị trí sau bấm nút mở máy đó: - Rơ le K1 cấp điện, đóng tiếp điểm thường mở K1, lúc van điện từ Y1 có điện điều khiển piston 1.0 để kẹp chi tiết - Khi chi tiết kẹp chặt lúc piston 1.0 đến vị trí s2, cơng tắc hành trình s2 đóng cấp điện cho rơ le K2 đóng tiếp điểm K2 cấp điện cho van Y2 điều khiển piston 2.0 thực quy trình dập chi tiết - Khi pistong 2.0 đến cuối q trình dập, tức tới vị trí s4 cơng tắc hành trình s4 đóng lại cấp điện cho rơ le K3 điều khiển mở tiếp điểm thường đóng K3 ngừng cấp điện cho rơ le K2 làm cho tiếp điểm thường mở K2 mở ngắt điện van Y2 điều khiển piston 2.0 - Khi piston 2.0 vị trí đầu, cơng tắc hành trình s3 đóng lại, cấp điện cho rơ le K4 điều khiển mở tiếp điểm, ngắt điện khỏi K1 ngừng cấp điện cho van Y1 để piston 1.0 tháo kẹp chi tiết reset lại Rơ le lại trạng thái ban đầu - Lúc công nhân lấy chi tiết đưa chi tiết vào thực bấm nút để dập chi tiết Hướng dẫn lắp mạch - Lựa chọn xy lanh mơ hình - Xác định van điện từ cấp khí cho xy lanh chọn - Xác định cơng tác hành trình s1, s2, s3, s4 tương ứng với 2xy lanh chọn đo kiểm tra xác định tiếp điểm thường đóng thường mở cơng tắc - Lựa chọn rơ le trung gian mơ hình, đánh dấu K1 đến K4 sau xác định chân rơ le - Lắp mạch theo sơ đồ - Đo kiểm tra vận hành thử - Điều chỉnh van tiết lưu thay đổi tốc độ dịch chuyển van 4.6.Mạch điều khiển điện – khí nén với hai xilanh kiểu điều khiển theo tầng Đây dạng điều khiển cho xy lanh hoạt động theo nhịp riêng biệt Khi xy lanh làm việc xong đến xy lanh làm việc tương tự hệ thống đóng lắp dán nhãn sản phẩm Sản phẩm theo băng truyền đến vị trí, xy lanh 1.0 thực đóng lắp sản phẩm về, trình cấu cam quay đưa xy lanh 2.0 đến vị trí lúc 1.0 vị trí ban đầu, thi xy lanh 2.0 để dán nhãn sản phẩm sau tự động 65 66 Khi 2.0 về, cấu cam lại quay ngược lại đưa 1.0 vị trí thực đóng lắp sản phẩm Quá trình lặp lặp lại cách tuần hoàn cho tơi tác động cho dừng hệ thống Sơ đồ nguyên lý Hình 3.10 Sơ đồ kết nối khí nén 66 67 Hình 4.6 Sơ đồ điện điều khiển Trang bị Trang thiết bị sơ đồ gồm có: - Xy lanh 1.0 dùng để đóng lắp - Xy lanh 2.0 dùng để dán nhãn - Van điện từ 5/2 điều khiển cấp khí cho xy lanh - Bộ nút bấm mở để khởi động - Rơ le trung gian K0 đến K3 - Cơng tắc hành trình s1 đến s4 đặt đầu cuối hành trình xy lanh Hoạt động Tác động vào nút mở, rơ le K0 có điện đóng tiếp điểm K0 cấp điện cho rơ le K1, rơ le K1 đóng tiếp điểm, cấp điện cho van Y1 điều khiển Xy lanh 1.0 thực quy trình đóng lắp sản phẩm Xy lanh 1.0 tới vị trí s2 cơng tắc hành trình s2 đóng cấp điện cho rơ le K2, điều khiển mở tiếp điểm K2, ngắt điện Rơ le K1 làm cho van Y1 điện, xy lanh 1.0 tự động Xy lanh 1.0 vị trí ban đầu, cơng tắc hành trình S1 đóng lại, cấp điện cho K3, đóng điện cho van Y2 điều khiển xy lanh 2.0 thực dán nhãn sản phẩm Khi dán nhãn xong lúc xy lanh 2.0 vị trí S4, cơng tắc hành trình s4 mở ngắt điện rơ le K2, K điều khiển ngắt điện K3, K3 điều khiển ngắt điện Y2 xy lanh 2.0 tự động Khi 2.0 vị trí đầu, cơng tắc hành trình s1 đóng, mạch thực chu trình lặp lại ban đầu Quá trình lặp chi kết thúc tác động vào nút dừng để ngắt điện khỏi K0 chu trình chạy nốt chu trình dang dở dừng lại Hướng dẫn lắp mạch - Lựa chọn xy lanh mô hình - Xác định van điện từ cấp khí cho xy lanh chọn - Xác định công tác hành trình s1, s2, s3, s4 tương ứng với 2xy lanh chọn, đo kiểm tra xác định tiếp điểm thường đóng thường mở cơng tắc - Lựa chọn rơ le trung gian mơ hình, đánh dấu K0 đến K3 sau xác định chân rơ le - Lắp mạch theo sơ đồ - Đo kiểm tra vận hành thử - Điều chỉnh van tiết lưu thay đổi tốc độ dịch chuyển xy lanh 67 68 68 ... Mạch điều khiển điện – khí nén với hai xilanh kiểu điều khiển theo trình tự … 65 4.6.Mạch điều khiển điện – khí nén với hai xilanh kiểu điều khiển theo tầng …… 66 BÀI 1: CỞ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHÍ NÉN... 4: Điều khiển điện – khí nén? ??…………………………………………………59 4.1 Các phần tử điện ? ?khí nén? ??…………………………………………………… 59 4.2 Mạch điều khiển điện – khí nén với xilanh, kiểu điều khiển trực tiếp…… 60 4.3 Mạch điều. .. 4.3 Mạch điều khiển điện – khí nén với xilanh, kiểu điều khiển tùy động theo hành trình? ??………… ………………………………………………………………62 4.4 Mạch điều khiển điện – khí nén với xilanh, kiểu điều khiển tùy động