CHƯƠNG 7 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN, THỦY LỰC
7.5. Một số nguyên tắc điều khiển trong khí nén, thủy lực
Có nhiều phương pháp đi
chia thành các phương pháp : - Điều khiển bằng tay.
- Điều khiển tuỳ động theo thời gian. - Điều khiển tuỳ động theo h
- Điều khiển theo ch - Điều khiển theo nguy - Điều khiển theo nguy
7.5.1. Điều khiển bằng tay
- Các bước thực hiện trong quy tr chuyển tín hiệu tác động bằng tay. - Mỗi lần tác động quy tr
Ví dụ mạch điều khiển bằng tay đ bằng nút ấn, hồi vị bằng l
Hình 7.6
7.5.2. Điều khiển tuỳ động theo thời gian
- Thời gian hành trình đư - Thời gian trễ của cơ c
- Thiết bị sử dụng trong mạch điều khiển chủ yếu l
ắc điều khiển trong khí nén, thủy lực
ương pháp điều khiển trong khí nén, thủy lực. Theo DIN19237 thì các phương pháp :
ều khiển bằng tay.
ều khiển tuỳ động theo thời gian. ều khiển tuỳ động theo hành trình.
ều khiển theo chương trình bằng cơ cấu chuyển mạch. ều khiển theo nguyên tắc tầng.
ều khiển theo nguyên tắc nhịp.
ều khiển bằng tay
ớc thực hiện trong quy trình được điều khiển lần lượt bằng các phần tử ển tín hiệu tác động bằng tay.
ỗi lần tác động quy trình chỉ được thực hiện 1 bước.
ụ mạch điều khiển bằng tay đơn giản dùng van đảo chiều ằng nút ấn, hồi vị bằng lị xo:
Hình 7.6. Mạch điều khiển bằng tay trực tiếp
ều khiển tuỳ động theo thời gian
được khống chế chính xác. ơ cấu được khống chế chính xác.
ết bị sử dụng trong mạch điều khiển chủ yếu là van tiết lưu và các ph
Theo DIN19237 thì
ợt bằng các phần tử
5/2, 4/2 điều khiển
Ví dụ về một mạch điều khiển theo thời gian:
Hình 7.7. Mạch điều khiển theo nguyên tắc thời gian
7.5.3. Điều khiển tuỳ động theo hành trình
- Cơ sở của điều khiển tuỳ động theo hành trình là vị trí của cơng tắc hành trình. - Các cơng tắc hành trình là các van điều khiển bằng cữ chặn con lăn. Tuỳ theo vị trí của cơ cấu chấp hành sẽ quyết định trạng thái cơng tắc hành trình cấp tín hiệu tới phần tử xử lý và điều khiển, qua đó điều khiển cơ cấu chấp hành ở các bước tiếp theo. Ví dụ về một mạch điều khiển tùy động theo hành trình:
Hình 7.8. Mạch điều khiển theo hành trình
7.5.4. Điều khiển theo chương trình bằng cơ cấu chuyển mạch.
Chương trình được thực hiện bằng các loại cam lắp trên trục phân phối, khi trục quay cam sẽ quay theo. Vị trí (độ nâng của cam) tác động lên nòng van để thay đổi
trạng thái của các phần tử xử lý, qua đó điều khiển cơ cấu chấp hành trong bước tiếp theo.
Ví dụ về mạch điều khiển cơ cấu cắt ống tự động dùng cơ cấu chuyển mạch trục cam.
Hình 7.9. Mạch điều khiển theo chương trình bằng cơ cấu cam
7.5.5. Điều khiển theo nguyên tắc tầng
Về bản chất điều khiển theo tầng cũng là điều khiển tuỳ động theo hành trình, nhưng nó khác ở chỗ các phần tử xử lý và điều khiển được kết hợp theo một thứ tự để tạo ra các chức năng điều khiển nhất định theo từng tầng một và một cách lần lượt.
a) Cách chia tầng
- Các bước thực hiện có cùng chức năng được chia thành từng tầng riêng. Trong một tầng thì một cơ cấu chấp hành khơng được thực hiện cả 2 dạng chuyển động .
- Các cơng tắc hành trình mà sự tác động của nó khơng làm thay đổi tầng sẽ được biểu diễn nằm phía trên đường biểu diễn các tầng, và sẽ điều khiển trực tiếp vị trí của các van đảo chiều trong bước thực hiện.
- Các cơng tắc hành trình mà sự tác động của nó có chức năng làm thay đổi tầng thì sẽ được biểu diễn nằm phía dưới đường biểu diễn tầng và sẽ điều khiển trực tiếp sự thay đổi của các tầng.
- Trong một thời điểm chỉ có một tầng có khí nén, không tồn tại đồng thời hai hay nhiều tầng có khí nén.
- Các tầng có khí nén lần lượt từ tầng một đến tầng cuối cùng khi kết thúc các bước thực hiện trong chu trình.
* Mạch 2 tầng :
e1: tín hiệu điều khiển chuyển từ tầng II sang tầng I.
e2 : tín hiệu điều khiển chuyển từ tầng I sang tầng II. Tín hiệu này được cấp từ tầng I qua cơng tắc hành trình điều khiển thay đổi tầng.
Hình 7.10. Mạch tạo 2 tầng * Mạch 3 tầng :
e1 : tín hiệu điều khiển chuyển từ tầng III sang tầng I.
e2 : tín hiệu điều khiển chuyển từ tầng I sang tầng II
e3 : tín hiệu chuyển từ tầng II sang tầng III
Hình 7.11. Mạch tạo 3 tầng * Mạch 4 tầng :
e1: tín hiệu điều khiển chuyển từ tầng IV sang tầng I.
e2 : tín hiệu điều khiển chuyển từ tầng I sang tầng II
e3 : tín hiệu chuyển từ tầng II sang tầng III
e4: tín hiệu điều khiển chuyển từ tầng III sang tầng IV.
Cấu trúc hệ điều khiển khí nén, thủy lực theo nguyên tắc tầng như minh họa trên hình 7.13
Hình 7.13. Cấu trúc hệ điều khiển theo nguyên tắc tầng Ví dụ về một mạch điều khiển theo nguyên tắc tầng:
7.5.6. Điều khiển theo nguyên tắc nhịp
- Về bản chất cũng là điều khiển tuỳ động theo hành trình.
- Các phần tử xử lý được kết hợp tạo thành các nhịp. Khi một nhịp thực hiện xong thì sẽ thơng báo cho nhịp tiếp theo đồng thời sẽ xố lệnh thực hiện của nhịp trước đó. - Các nhịp được thực hiện một cách tuần tự.
Hệ điều khiển theo nguyên tắc điều khiển nhịp thường như hình vẽ dưới :
Hình 7.15. Cấu trúc hệ điều khiển theo nguyên tắc nhịp - Cấu tạo của khối điều khiển theo nhịp gồm 3 phần tử :
+ phần tử AND
+ phần tử nhớ ( van đảo chiều). + phần tử OR.
Thực tế khối nhịp được chế tạo sẵn, có các đầu vào-ra chức năng để người sử dụng đấu nối theo yêu cầu, cấu trúc sơ bộ như mô tả ở hình vẽ 7.16.
Yn,Yn+1 : tín hiệu vận hành
A:tín hiệu điều khiển đến van cơng suất. Zn,Zn+1 : tín hiệu xố
X : tín hiệu phản hồi xác nhận sự hồn thành xong của bước thứ tự trước.
L : tín hiệu định hướng. P : tín hiệu nguồn
Hình 7.16. Cấu trúc nhịp - Trong thực tế có 2 loại khối điều khiển nhịp :
+ Loại ký hiệu A(như hình 7.16):
Khi cổng Yn có giá trị L, phần tử nhớ đổi vị trí, tín hiệu ở cổng A có giá trị L, chuẩn bị cho nhịp tiếp theo bằng phần tử AND của tín hiệu X, phân tử nhớ của nhịp trước đó được reset.
+ Loại ký hiệu kiểu B(như hình vẽ 7.17) :
Hình 7.17. Cấu trúc nhịp loại B Khi cổng Yn có giá trị L thì :
. Phần tử nhớ đổi trạng thái. . Tín hiệu ờ cổng A có giá trị L
. Chuẩn bị cho nhịp tiếp theo bằng phần tử AND có tín hiệu ở cổng X . Phần tử nhớ của nhịp trước đó được reset về trạng thái ban đầu.
Khi cổng L có khí nén thì tồn bộ các khối của chuỗi điều khiển trở về vị trí ban đầu. Trong các mạch điều khiển nhịp thì khối nhịp loại B này thường chỉ dùng làm nhịp cuối cùng trong chuỗi nhịp điều khiển, các nhịp khác thường dùng loại A.