ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG THỦY KHÍ CÓ LỜI GIẢI

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG THỦY KHÍ CÓ LỜI GIẢI Câu 1: So sánh ưu và nhược điểm của khí nén và thủy lực? Ứng dụng của hệ thống điều khiển thủy khí? Cẩu 2: Nêu nguyên lý hoạt động của các loại máy nén khí dạng pittông, cánh gạt, trục vít? So sánh ưu nhược điểm các loại máy nén khí trên? Câu 3: Nêu nguyên lý hoạt động các loại bơm bánh răng, cánh gạt, pittông? Trong các loại bơm trên bơm nào điều chỉnh được lưu lượng? Câu 4: Nêu cấu trúc của hệ thống thủy khí? Phân tích các thành phần của hệ thống? Câu 5: Phân biệt về đặc điểm, chức năng các loại van áp suất ( Van an toàn, van tràn, van điều chỉnh áp suất)? Câu6: Phân tích những ưu điểm của động cơ thủy khí? Câu7: Lý thuyết đại số boole? Nêu chức năng, kí hiệu các phần tử logic thủy khí? Câu 8: Lấy các ví dụ và phân tích các phương pháp điều khiển ( tùy động theo hành trình, theo thời gian, theo vận tốc….)? Câu9: Nêu các đặc điểm các loại cảm biến tiệm cận (Điện dung, điện cảm, quang) ? Câu 10: Nguyên lý hoạt động của van điện từ? Ưu điểm của hệ thống điện khí nén so với hệ thống khí nén? Câu 11: Nguyên lý cấu tạo, cách lắp đặt, ưu nhược điểm của từng phương pháp lắp đặt của bộ ổn tốc? cho ví dụ từng trường hợp cụ thể? Câu 12: Trình bày kí hiệu điện, logic, thủy khí, bảng chân lý, sơ đồ trạng thái của các phần tử xử lý tín hiệu? Câu 13: Phân tích các nguyên tắc để thiết kế một hệ thống điều khiển thủy khí. Cho ví dụ và phân tích. Câu 14: Khi lựa chọn van điện từ cho hệ thống thủy khí cần chú ý những gì? Tại sao phải dùng van điện từ có phụ trợ? Câu 15: Van tiết lưu có mấy loại tiết diện cơ bản sự khác nhau của các dạng là gi? Trình bày Sự phụ thuộc tải trọng, áp suất, lưu lượng khi sử dụng van tiết lưu. Câu 16: Nêu ý nghĩa của biểu đồ trạng thái? Phương pháp thiết kế biểu đồ trạng thái cho một hệ thống điều khiển thủy khí? Cho ví dụ minh họa? Câu 17: Nêu ý nghĩa của lưu đồ tiến trình? Phương pháp thiết kế lưu đồ tiến trình cho một hệ thống điều khiển thủy khí? Cho ví dụ minh họa? Câu 18: Trình bày mạch điều khiển thủy khí với rơle điện thời gian tác động muộn?

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG THỦY KHÍ I Lý thuyết Câu 1: So sánh ưu nhược điểm khí nén thủy lực? Ứng dụng hệ thống điều khiển thủy khí? Cẩu 2: Nêu nguyên lý hoạt động loại máy nén khí dạng pittơng, cánh gạt, trục vít? So sánh ưu nhược điểm loại máy nén khí trên? Câu 3: Nêu nguyên lý hoạt động loại bơm bánh răng, cánh gạt, pittông? Trong loại bơm bơm điều chỉnh lưu lượng? Câu 4: Nêu cấu trúc hệ thống thủy khí? Phân tích thành phần hệ thống? Câu 5: Phân biệt đặc điểm, chức loại van áp suất ( Van an toàn, van tràn, van điều chỉnh áp suất)? Câu6: Phân tích ưu điểm động thủy khí? Câu7: Lý thuyết đại số boole? Nêu chức năng, kí hiệu phần tử logic thủy khí? Câu 8: Lấy ví dụ phân tích phương pháp điều khiển ( tùy động theo hành trình, theo thời gian, theo vận tốc….)? Câu9: Nêu đặc điểm loại cảm biến tiệm cận (Điện dung, điện cảm, quang) ? Câu 10: Nguyên lý hoạt động van điện từ? Ưu điểm hệ thống điện khí nén so với hệ thống khí nén? Câu 11: Nguyên lý cấu tạo, cách lắp đặt, ưu nhược điểm phương pháp lắp đặt ổn tốc? cho ví dụ trường hợp cụ thể? Câu 12: Trình bày kí hiệu điện, logic, thủy khí, bảng chân lý, sơ đồ trạng thái phần tử xử lý tín hiệu? Câu 13: Phân tích nguyên tắc để thiết kế hệ thống điều khiển thủy khí Cho ví dụ phân tích Câu 14: Khi lựa chọn van điện từ cho hệ thống thủy khí cần ý gì? Tại phải dùng van điện từ có phụ trợ? Câu 15: Van tiết lưu có loại tiết diện khác dạng gi? Trình bày Sự phụ thuộc tải trọng, áp suất, lưu lượng sử dụng van tiết lưu Câu 16: Nêu ý nghĩa biểu đồ trạng thái? Phương pháp thiết kế biểu đồ trạng thái cho hệ thống điều khiển thủy khí? Cho ví dụ minh họa? Câu 17: Nêu ý nghĩa lưu đồ tiến trình? Phương pháp thiết kế lưu đồ tiến trình cho hệ thống điều khiển thủy khí? Cho ví dụ minh họa? Câu 18: Trình bày mạch điều khiển thủy khí với rơle điện thời gian tác động muộn? Câu 19: Trình bày sơ đồ mạch điện thủy khí AND, OR, NOT với xylanh tác động kép? Câu 20: Trình bày đường đặc tính bơm thủy lực? Sự khác biệt đường đặc tính bơm mòn làm việc thời gian cho phép bơm thời gian hoạt động tốt nào? Cho ví dụ? Câu 21: Trình bày cấu tạo, cách lắp đặt, đặc điểm phương pháp lắp đặt ổn tốc? Bài tập II Bài tập Một thiết bị ép sử dụng để lắp ráp chi tiết điều khiển nút ấn Nếu áp suất ép đặt trước bị vượt q (ví dụ: chi tiết khơng xác), cần pis-ton phải co vào lý an toàn a Vẽ biểu đồ trạng thái phần tử hệ thống? b Vẽ lưu đồ tiến trình điều khiển hệ thống? c Thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài? d Thiết kế mạch điện điều khiển hệ thống? Bài tập Rulô quấn xe chở dầu điều khiển động thuỷ lực Điều cho phép vịi phun tháo ra, rulơ dừng lại thời gian dài, vòi phun cuộn trở lại Một van 4/3 điện từ sử dụng để thực chức Tốc độ phải điều chỉnh van tiết lưu a Vẽ biểu đồ trạng thái phần tử hệ thống? b Vẽ lưu đồ tiến trình điều khiển hệ thống? c Thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài? d Thiết kế mạch điện điều khiển hệ thống? Bài tập Một xi lanh tác động kép có gắn dao chuyên dùng để cắt cạnh viền bên chi tiết kẹp ( hình vẽ), tốc độ cắt điều chỉnh Khi ấn nút start xi lanh đến hết hành trình tự quay a Vẽ biểu đồ trạng thái phần tử hệ thống? b Vẽ lưu đồ tiến trình điều khiển hệ thống? c Thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài? d Thiết kế mạch điện điều khiển hệ thống? Bài tập Một xy lanh thuỷ lực tác dụng kép sử dụng để mở đóng cánh cửa lị nung Cánh cửa điều khiển đến vị trí mon muốn Xy lanh hãm thuỷ lực tất vị trí a Vẽ biểu đồ trạng thái phần tử hệ thống? b Vẽ lưu đồ tiến trình điều khiển hệ thống? c Thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài? d Thiết kế mạch điện điều khiển hệ thống? Bài tập Thiết bị uốn tôn với xy lanh tác dụng kép sử dụng để để sản xuất chi tiết tơn hình chữ U Tín hiệu khởi động cho hoạt động đưa đến nút nhấn Sau chi tiết uốn, nút nhấn thứ hai sử dụng để khởi đầu hành trình co xy lanh a Vẽ biểu đồ trạng thái phần tử hệ thống? b Vẽ lưu đồ tiến trình điều khiển hệ thống? c Thiết kế mạch khí nén đáp ứng yêu cầu đề bài? d Thiết kế mạch điện điều khiển hệ thống? Bài tập Boong ke vật liệu trút rỗng từ miệng phễu.Bằng cách nhấn công tắc nút ấn, cửa phễu mở vật liệu boong ke trút ngồi Bằng cách nhấn cơng tắc nút ấn khác, cửa phễu lại đóng lại a Vẽ biểu đồ trạng thái phần tử hệ thống? b Vẽ lưu đồ tiến trình điều khiển hệ thống? c Thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài? d Thiết kế mạch điện điều khiển hệ thống? Bài tập Phôi đặt vào thiết bị kẹp tay Xy lanh kẹp 1A ấn nút Start Khi phôi bị kẹp, xy lanh 2A dẫn mũi khoan xuống khoan phôi máy lại co Trong thời gian, mắt sắt thổi bằng vịi khí 3Z Sau đó, xy lanh kẹp 1A nhả phơi a Vẽ biểu đồ trạng thái phần tử hệ thống? b Vẽ lưu đồ tiến trình điều khiển hệ thống? c Thiết kế mạch khí nén đáp ứng yêu cầu đề bài? d Thiết kế mạch điện điều khiển hệ thống? Bài tập Sử dụng thiết bị cắt giấy để cắt giấy theo kích thước cần thiết Bằng cách nhấn hai công tắc nút ấn lười dao cắt tờ giấy bị cắt Khi nút ấn thả, dao cắt quay vị trí ban đầu a Vẽ biểu đồ trạng thái phần tử hệ thống? b Vẽ lưu đồ tiến trình điều khiển hệ thống? c Thiết kế mạch khí nén đáp ứng yêu cầu đề bài? d Thiết kế mạch điện điều khiển hệ thống? Bài tập Các chi tiết thép khơng gỉ có chiều dầy 0,6 mm đặt tay vào trạm nạp vào Sau hệ thống vận hành nút nhấn start, xy lanh đẩy (2A) co vào với tiết lưu khí xả, đó, thời gian, xy lanh kẹp (1A) với tiết lưu khí xả; rây chưa gia cơng đẩy bị kẹp chặt Thời gian chu kỹ t1 = giây đặt cho hai xy lanh Trong thời gian kẹp hiệu chỉnh t2 = giây, đầu cắt lazer chế tạo thép thành lưới dây mịn gia công, xy lanh kẹp co lại khơng có tiết lưu, nó, xy lanh đẩy đẩy rây hồn thành khơng cịn gờ sắc ngồi lực đẩy mạnh phía trước a Vẽ biểu đồ trạng thái phần tử hệ thống? b Vẽ lưu đồ tiến trình điều khiển hệ thống? c Thiết kế mạch khí nén đáp ứng yêu cầu đề bài? d Thiết kế mạch điện điều khiển hệ thống? Bài tập 10 Hai xy lanh tác dụng kép (1A) (2A) ấn gia nhiệt điện để hàn nhựa Chiều dầy nhựa thay đổi khoảng 1.5 mm mm Đường nối chiều dài Lực cần piston hai xy lanh giới hạn thông qua van điều áp Giá trị đặt p = bar (=400 kPa) Bằng kích hoạt nút ấn, hai xy lanh tác dụng kép tiến song song với đường khí xả tiết lưu Để trợ giúp cho điều chỉnh, áp kế lắp vào xy lanh van tiết lưu Các vị trí cuối xy lanh giữ thời gian Sau hoảng thời gian t = 1.5 giây, hàn trở vị trí ban đầu Hành trình trở thực nút ấn thứ hai a Vẽ biểu đồ trạng thái phần tử hệ thống? b Vẽ lưu đồ tiến trình điều khiển hệ thống? c Thiết kế mạch khí nén đáp ứng yêu cầu đề bài? d Thiết kế mạch điện điều khiển hệ thống? Bài tập 11: Hệ thống thủy lực điều khiển hai xilanh Xilanh A làm nhiệm vụ kẹp chi tiết trình khoan, xilanh B mang đầu khoan xuống với vận tốc điều chỉnh trình khoan Khi khoan xong, xilanh B mang đầu khoan lui Sau xilanh A lui mở hàm kẹp Sau chi tiết tháo Bài tập 12: Cho sơ đồ hệ thống điều khiển thủy khí a Phân tích phần tử sử dụng sơ đồ? b Phân tích hoạt động toàn hệ thống? c Vẽ biểu đồ trạng thái hệ thống? Bài tập 13: Cho sơ đồ hệ thống điều khiển thủy khí a Phân tích phần tử sử dụng sơ đồ? b Phân tích hoạt động toàn hệ thống? c Vẽ biểu đồ trạng thái hệ thống? Bài tập 14: Cho sơ đồ hệ thống điều khiển thủy khí a Phân tích phần tử sử dụng sơ đồ? b Phân tích hoạt động tồn hệ thống? c Vẽ biểu đồ trạng thái hệ thống? Bài tập 15: Cho sơ đồ hệ thống điều khiển thủy khí a Phân tích phần tử sử dụng sơ đồ? b Phân tích hoạt động tồn hệ thống? c Vẽ biểu đồ trạng thái hệ thống? ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC Chương – Thiết kế mạch điều khiển vòng quay Mỗi xy lanh tác động kép điều khiển van tác động lăn 4/2 với lò xo trả vị trí ban đầu Điều khiển Cơ phương pháp điều khiển phụ thuộc hành trình, điều khiển bao gồm phần tử chức định thời Nguyên tắc điều khiển hoạt động phần tử trước khởi tạo hoạt động phần tử Nếu hoạt động phần tử bị lỗi dù lý gây nên phần tử sau không khởi tạo toàn hệ thống bị dừng Điều khiển thiết kế cho vận hành tự động bán tự động Bán tự động tín hiệu khởi động phải tác động tay cho lần chạy Hình 7.11 mô tả mạch điều khiển bán tự động Hình 7.12 – Mạch điều khiển tự động Hình 7.12 mô tả mạch điều khiển hoàn toàn tự động 7.3 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN Mạch điều khiển xem tim của hệ thống làm việc khí nén thủy lực Do nhiệm vụ thiết kế hoàn chỉnh mạch điều khiển đảm bảo đắn nguyên lý hoạt động, đơn giản, tin cậy, ổn định linh hoạt hế sức quan tâm Muốn vậy, ta phải thực trình tự bước sau: • Biễu diễn sơ đồ chức trính điều khiển • Viết chương trình điều khiển bước làm việc trình • Xây dựng mạch điều khiển sở phương trình điều khiển 7.3.1 Biểu diễn chức trình điều khiển Tùy thuộc vào tính làm việc hệ thống mà hệ thống điều khiển có hay nhiều mạch điều khiển thực nhiệm vụ riêng biệt Mặt khác, hầu hết hệ thống, công nghệ tự động đại có kết hợp nhiều cấu chấp hành khác đa dạng: Cơ khí, khí nén, thủy lực, Điện… trình điều khiển, tất yếu nhiều hệ thống điều khiển kết hợp với nhau, ví dụ: điều khiển khí nén kết hợp với điện, thủy lực, điều khiển theo chương trình PLC, máy tính…Để đơn 103 Chương – Thiết kế mạch điều khiển ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC giản trình điều khiển tối ưu đơn giãn thiết kế ta phải thực nhiệm vụ biểu diễn chức trình điều khiển đầy đủ hoàn chỉnh 7.3.1.1 Biểu đồ trạng thái 7.3.1.1.1 Kí hiệu Các kí hiệu biểu diễn biểu đồ trạng thái trình điều khiển mô tả hình 7.13 Công tắc ngắt lúc nguy hiểm p Phần tử áp suất t Phần tử thời gian Nút đóng Nút đóng ngắt Nút ngắt Tín hiệu rẽ nhánh Công tắc chuyển mạch Liên kết OR A Nút tự động T Nút ấn Liên kết AND Đèn báo hiệu Tín hiệu tác động T T Nút ấn tác động đồng thời s Liên kết OR có nhánh phủ Hình 7.13 – Kí hiệu biểu diễn biểu đồ trạng thái 7.3.1.1.2 Thiết kế biểu đồ trạng thái Biểu đồ trạng thái biểu diễn trạng thái hoạt động phần tử hệ thống, mối liên hệ phần tử trình tự chuyển mạch phần tử Do xem sở thể nguyên lý hoạt động hệ thống Trục tung biểu đồ trạng thái biểu diễn trạng thái ( hành trình chuyển động, áp suất, góc quay,…) Trục hoành biểu diễn bước thực thời gian hành trình Hành trình làm việc chia thành nhiều bước Sự thay đổi trạng thái bước biểu diễn đường nét đậm Sự liên kết tín hiệu thể nét nhỏ chiều tác động biểu diễn mũi tên Ví dụ: thiết kế biểu đồ trạng thái quy trình điều khiển sau: Xy lanh tác dụng kép 1A dẫn hướng phôi cục tròn đến khâu làm việc Ở hai phía đầu cuối hành trình có gắn cữ hành trình 1S2 1S3 Pittông dịch chuyển đẩy phôi(hành trình đi) đồng thời 1S2 nút nhấn 1S1 tác động Thời 104 Chương – Thiết kế mạch điều khiển ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC gian hành trình t1 = 0.6 s, thời gian hành trình t2 = 0.4 s, thời gian pittông lưu trú vị trí 1S3 t3 =1 s 7.3.1.2 Sơ đồ chức 7.3.1.2.1 Kí hiệu Sơ đồ chức bao gồm lệnh bước thực Các bước thực kí hiệu theo số thứ tự lệnh gồm tên loại, loại lệnh vị trí ngắt lệnh (hình 7.5) A B Bước thực Tên bước thực Tín hiệu vào thứ n-1 Tín hiệu vào thứ hai n n+1 Tên lệnh Loại lệnh Vị trí ngắt lệnh Hình 7.14 - Kí hiệu bước lệnh thực 7.3.1.2.2 Thiết kế sơ đồ chức Hình 7.15 mô tả nguyên lý làm việc máy khoan sau: Hình 7.16 Sơ đồ mạch điều khiển khí nén 105 Chương – Thiết kế mạch điều khiển ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 2.0 S4 S3 Đồ gá kẹp S2 S1 1.0 Piston 1.0 a Sơ đồ nguyên lý Bước thực Piston 2.0 b Biểu đồ trạng thái Hình 7.15 – Nguyên lý làm việc Hình 7.16 - Sơ đồ mạch khí nén 7.3.1.3 Lưu đồ tiến trình 7.3.1.3.1 Kí hiệu Lưu đồ tiến trình giải thuật (thuật toán) trình điều khiển Thể trình tự hoạt động, tín hiệu tác động ảnh hưởng đến hệ thống điều khiển Các kí hiệu thứ tự vi trí mô tả hình 7.9 Lệnh thao tác Rẽ nhánh Chương trình Chiều tác dụng Hợp nhánh Rẽ nhánh Vị trí chuyển tiếp Lệnh thao tác tay Nhập, xuất liệu Bắt đầu & kết thúc trình Ghi Hình 7.17 - Kí hiệu biểu diễn lưu đồ tiến trình 106 Chương – Thiết kế mạch điều khiển ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 7.3.1.3.2 Thiết kế lưu đồ tiến trình Nguyên tắc hoạt động mạch điều khiển hình 7.10 thực sau: 1S3 Hình 7.18 - Nguyên lí hoạt động mạch điều khiển - Bước thực thứ nhất: Khi pittông vị trí ban đầu (1S2 =1, 1S3=0) nút nhấn khởi động 1S1 tác động pittông (1A+) - Bước thực thứ hai: Khi pittông đến cuối hành trình chạm công tắc 1S2, pittông lùi (1A-) - Bước thực thứ ba: Tại vị trí ban đầu pittông chạm công tắc 1S2, trình điều khiển kết thúc Quá trình điều khiển viết sau: - Bước thực thứ nhất: 1S1∧1S2∧1S3= 1A+ → 1S3 - Bước thực thứ hai: 1S3=1A- → 1S2 - Bước thực thứ ba: 1S2 = kết thúc trình Khởi động 1S1 =1 có 1S2 =1 1A+ không 1S3 =1 không 1A- có 1S3 =1 có không 1S1 =1 Kết thúc Hình 7.19 - Lưu đồ tiến trình điều khiển 107 Chương – Thiết kế mạch điều khiển ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 7.3.2 Viết phương trình điều khiển hoạt động hệ thống - Dựa vào biểu đồ trạng thái hoạt động theo thời gian trình làm việc hệ thống, dựa vào lý thuyết đại số Boole phần tử có chức nhớ trạng thái ta viết phương trình bước điều khiển trình - Ta tối ưu phương trình điều khiển tới mức chứa tham số biến vào để đơn giản mạch điều điều khiển giảm tốn sử dụng phần tử không cần thiết Ví dụ: S0 S1 S2 Quy trình điều khiển piston để nén chặt bã đậu thành khối bánh mô tả hình 7.20 Tại vị trí S0 v1 S1 v2 S2 S0, S1 S2 có công tắc hành trình tương ứng x0, x1 x2 Nút nhấn v3 thức hành trình ép Sp Đầu tiên piston chạy với tốc độ v1 đoạn hành trình không ép S0S1, chạy chậm với v2 hành trình ép S1S2 Gặp S2 piston giật lùi với vận tốc lớn v3 kết thúc chu kỳ ép S0 (chú ý: v3> v1 > v2) Với nguyên lý hoạt động quy trình ép ta xây dựng sơ đồ mạch động lực sau: Hình 7.20 – Hệ thống ép bã đậu Bước 0-1 Tại vị trí khởi đầu bước – 1, đồng thời S0 bị tác động nút Sp nhấn thực bước –1, tức A+ thực Và thực sau ta thả nút nhấn điều phải nhớ trạng thái A+ Phương trình viết sau: K = [( S p ∧ S ) ∨ K ] ∧ S1 Sp Piston 1A Bước 1-2 - Tại vị trí 1, tín hiệu S1 tác động kết thúc bước 0-1 thực bước 1-2, A+ vận tốc v1 Khi thực 1-2 S1 tác động, thực A+ tức phải nhớ trạng thái - Phương trình viết sau: 0 Bước thực S2 S1 S0 S0 Xy lanh Công tắc hành trình Nam châm điện = kết thúc A+ A+ S0 S1 1Y1 2Y1 AKT S2 S0 1Y2 2Y2 108 Chương – Thiết kế mạch điều khiển ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC K = [( S1 ∨ K ) ∧ S ] ∧ K Bước 2-3 - Khi piston gặp S2 kết thúc bước 1-2 thực bước giật lùi 2-3 (A-) kết thúc S0 Khi thực bước 2-3 S2 tác động A- hoạt động, tức phải có nhớ trạng thái - Phương trình viết sau: K = (S ∨ K ) ∧ S 7.3.3 Veõ sơ đồ mạch điều khiển - Mạch điều khiển tổ hợp tầng Tầng tổ hợp phần tử logic điện theo phương trình điều khiển viết - Mỗi phương trình điều khiển xem tầng Trong Kn hàm tầng gán cho đầu công suất van điều khiển Tầng Tầng Tầng 7.3.4 Ví dụ Một hàn nhiệt điện ép vào trống tròn xoay làm mát xy lanh khí nén tác động kép (1A) hàn plastic thành ống, hình 7.21 Hành trình duỗi kích nút nhấn 1S1 Hành trình duỗi với áp suất bar 1S4 tác động bắt đầu ép áp suất ép tăng đến bar piston giật Gặp 1S3 piston dừng lại, sau giây chu kỳ ép lại bắt Trong mạch sử dụng van 5/2/2 coil Xây dựng mạch điều khiển cấu hàn nhiệt điện Giải: • Biểu đồ trạng thái mô tả hình 7.22 109 Chương – Thiết kế mạch điều khiển ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC Xy lanh Công tắc hành trình Nam châm điện A+ 1S3 1Y1, 2Y1 A+ 1S4 1Y1 Ap 1Y2 A+ 1S3 t 1Y1, 2Y1 Viết phương trình điều khiển Vì hoạt động hệ thống thực liên tục, trạng thái nhấn 1S1 (1) trì suốt trình K = (1S1 ∨ K ) Bước 1-2 K = [1S1 ∧ 1S 3) ∨ K ] ∧ P K = K ∧ 1S 1Y1 = K1 2Y1 = K2 Bước 2-3 K = p ∨ K ) ∧ 1S 1Y2 = K3 Bước 3-1 Thực chu kỳ sau khoảng thời gian trì hoãn t K =1S ∧ t ∧ K K1 = ( K ∨ K1 ) Ta sử dụng luật kết hợp để ưu tầng bước 1-2 3-1 Xây dựng mạch điện điều khiển Căn vào số phương trình ta có số tầng tương ứng Mạch thể đây: 110 Chương – Thiết kế mạch điều khiển ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 7.4 ĐIỀU KHIỂN BẰNG LẬP TRÌNH - Trên đây, sử dụng lý thuyết đại số Boole, phần tử nhớ để tổ hợp thành phương trình điều khiển sử dụng luật logic để tối ưu chúng Bước tiến hành xây dựng mạch điều khiển tổ hợp tối ưu - Với phương thức gặp nhiều khó khăn hệ thống có trình hoạt động phức tạp, hệ thống đòi hỏi phải thay đổi thông số làm việc thường xuyên, khó khăn bảo trì, sửa chữa cải tiến, nâng cấp để phù hợp với nhu cầu Mặc khác phương thức tốn chi phí, không gian tính an toàn, ổn định làm việc thấp ảnh hưởng lớn đến hiệu sản xuất - Để giải hạn chế phương thức người ta sử dụng điều khiển có khả lập trình thay hoàn toàn cho mạch điều khiển tạo linh hoạt mềm dẻo từ ý tưởng đến hoàn thiện mạch - Sử dụng điều khiển lập trình, không cần quan tâm đến chất nối mạch điều giải chương trình - Chương trình viết dạng ngôn ngữ STL, LADDER, FBD Trong phần tác giả sử dụng ngôn ngữ đơn giản LADDER để mô tả lập trình hoạt động hệ thống 7.4.1 Một số lệnh viết chương trình STT Lệnh Tiếp điểm thường hở – thường đóng Tiếp điểm cạnh dương – cạnh âm Kí hiệu Toán hạng I, Q, M, SM, T, C, V, S, L Loại liệu Bool I, Q, M, SM, T, C, V, S, L Bool 111 Chương – Thiết kế mạch điều khiển ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC STT Lệnh Nhớ bit – xóa bit Kí hiệu Toán hạng I, Q, M, SM, T, C, V, S, L Loại liệu Bool Gán ngõ I, Q, M, SM, T, C, V, S, L Bool Phủ định bit Bool Mở trễ theo thời gian I, Q, M, SM, T, C, V, S, L Txxx: Constant IN: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L Tắt trễ theo thời gian Txxx: Constant IN: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L Word Bool So saùnh = =, < >, =>, , < số nguyên int Cộng trừ số nguyên IW, QW, MW, SW, SMW, T, C, VW, LW, AIW, AC, Constant, *VD, *LD,*AC IW, QW, MW, SW, SMW, T, C, VW, LW, AIW, AC, Constant, *VD, *LD,*AC 10 Nhân chia số nguyên IW, QW, MW, SW, SMW, T, C, VW, LW, AIW, AC, Constant, *VD, *LD,*AC Int 11 Đếm lên PV:VW, IW, QW, MW, SMW, LW, AIW, AC, T, C, Constant, *VD, *AC, *LD, SW CU,R: power flow Int Word Bool Int Bool 112 Chương – Thiết kế mạch điều khiển ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC STT Lệnh 12 Đếm xuống Kí hiệu Toán hạng PV:VW, IW, QW, MW, SMW, LW, AIW, AC, T, C, Constant, *VD, *AC, *LD, SW CD,LD: power flow Loại liệu int Bool 7.4.2 Viết chương trình cho mạch điều khiển Ví dụ: Máy dập đầu phôi thép tự động dây chuyền sản xuất trụ điện bê tông tiền áp • Tác động tín hiệu khởi động ( nút nhấn PB start) pít tông kẹp chặt dịch chuyển từ vị trí A đến B thực kẹp chặt phôi, lúc LS2 tác động pít tông dập dịch chuyển từ vị trí C đến D để dập định hình phôi ( theo hình dạng khuôn) lúc LS4 tác động làm cho pít tông dập lùi C LS3 tác động LS3 tác động làm cho pít tông kẹp dịch chuyển từ B A LS1 tác động dừng trình dập (Hình 5) • Chú ý: PLC nhận tín hiệu từ PB Start đồng thời LS1 LS3 bị tác động LS3 (C) (A) LS1 PB start (B) LS2 LS4 (D) 113 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC Chương – Thiết kế mạch điều khiển 114 Chương – Thiết kế mạch điều khiển ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC BÀI TẬP CHƯƠNG Bài 1: Thiết kế mạch ép gia nhiệt tự động với yêu cầu kỹ thuật sau: Khi nút nhấn S1 tác động pittông ép xuống chạm vào công tắc hành trình S2 bắt đầu gia nhiệt với thời gian t Sau trở vị trí ban đầu chạm vào công tắc hành trình S3 trình tiếp tục lại từ đầu Trong trình thực nhấn nút S4 píttông quay vị trí ban đầu Bài 2: Thiết kế mạch thủy lực điều khiển máy dập khuôn kim loại (hình BT7.1), với yêu cầu kỹ thuật sau: Lúc đầu, đầu dập vị trí chờ (S1), đưa chi tiết cần dập vào ta ấn nút S3, đầu dập tịnh tiến xuống dập chi tiết, S2 bị tác động đầu dập quay Trong trình gia công xảy cố, ấn nút S4 đầu dập lại vị trí S1 S2 Bài 3: Thiết bị lắp ráp có độ dôi Thiết kế mạch điều khiển thủy lực cấu dùng để lắp ráp có độ Hình BT7.1 dôi, với yêu cầu kỹ thuật sau: Đưa chi tiết cần lắp vào vị trí lắp, ấn nút S1 cấu tịnh tiến xuống lắp ép chặt chi tiết đến đủ áp suất 20 bar, đèn H sáng, cấu tự quay Nếu trình gia công xảy cố ấn nút S2 cấu quay vị trí ban đầu Bài 4: Cơ cấu cấp phôi theo kiện Thiết kế mạch điều khiển thủy lực cấp phôi theo khối kiện nhiều sản phẩm, với yêu cầu kỹ thuật sau: Nhấn nút 1S cấu đẩy phôi hoạt động từ vị trí giới hạn S1 đến giới hạn S2 để đẩy sản phẩm Khi công tắc S2 tác động pittông đẩy trở vị trí ban đầu thực tiếp lần đẩy Đẩy 12 phôi ngừng vị trí ban đầu Trong trình đẩy phôi có vấn đề nhấn nút 2S trở vị trí ban đầu Bài 5: Hệ thống vận chuyển sản phẩm băng tải lăn mô tả hình BT7.2 Hai băng tải chuyển động vuông góc với theo trục X Y Nguyên lý làm việc mô tả biểu đồ trạng thái Hãy thiết kế mạch động lực thủy lực mạch điều khiển Trong đó: 1S1, 1S2, 2S1, 2S2 công tắc giới hành trình; S1 nút nhấn khởi động hệ thống 115 Chương – Thiết kế mạch điều khiển ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC BT7.2b S1 1A 2A BT7.2a BT7.2c 1S2 1S1 2S2 1S2 Biểu đồ trạng thái Bài 6: Cơ cấu ép thủy lực mô tả hình BT7.3 biểu đồ trạng thái BT7.4 Trong trình chạy tác động S2 dừng cấu Nếu S1 tác động cấu lại hoạt động tiếp tục Hãy thiết kế mạch động lực thủy lực, viết phương trình điều khiển thiết kế mạch điện điều khiển Trong đó: 1S1, 1S2 công tắc giới hành trình; p công tắc áp suất; T công tắc thời gian p = 40 bar t=4s S1 1A BT7.3 – Cơ cấu thủy lực Kết thúc 1S2 1S1 1S1 BT7.4 - Biểu đồ trạng thái Bài 7: Hệ thống ép thủy lực dùng để lắp ráp chi tiết thành sản phẩm mô tả hình BT7.5 Khi nhấn nút khởi động S1 pittông ép thực lắp ráp chi tiết áp 116 Chương – Thiết kế mạch điều khiển ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC suất đạt đến 3Mpa pittông trở vị trí ban đầu gặp 1S1 dừng Trong trình ép trở nút Stop (S2) nhấn pit tông dừng lại Nếu S1 lại nhấn pit tông tiếp tục hành trình lại Hãy thiết kế mạch động lực, viết phương trình điều khiển vẽ sơ đồ mạch điện S1 p = Mpa 1A Kết thúc 1S1 1S1 b) Biểu đồ trạng thái a) Cơ cấu ép thủy lực BT7.5 117 ... khiển hệ thống? c Giải thích đầy đủ ý nghĩa phần tử hoạt động hệ thống? Bài tập chương 2,3,4,7 ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG THỦY KHÍ Lý thuyết Câu 1: So sánh ưu nhược điểm khí nén thủy. .. thái hệ thống? 30 Bài tập 20: Cho sơ đồ hệ thống điều khiển thủy khí Phân tích phần tử sử dụng sơ đồ? Phân tích hoạt động tồn hệ thống? Vẽ biểu đồ trạng thái hệ thống? Bài tập 21: Cho sơ đồ hệ thống. .. thái hệ thống? Bài tập 16: Cho sơ đồ hệ thống điều khiển thủy khí a Phân tích phần tử sử dụng sơ đồ? b Phân tích hoạt động toàn hệ thống? c Vẽ biểu đồ trạng thái hệ thống? Bài tập 17: Cho sơ đồ hệ