L ỜI NểI ĐẦU
7.5. Mạch tổng hợp dịch chuyển theo nhịp
7.5.1. Mạch điều khiển với chu kỳ đồng thời - Nguyờn lý hoạt động:
Sau khi qui trỡnh M thực hiện xong, thỡ cỏc qui trỡnh 1, qui trỡnh 2, qui trỡnh 3 sẽ thực hiện đồng thời. Sau khi 3 qui trỡnh thực hiện đồng thời hoàn thành, tớn hiệu ở cổng ra Yn+1 sẽ được kết hợp lại bằng phần tử AND, để qui trỡnh N thực hiện.
Như vậy, trước khi chuẩn bị thực hiện đồng thời cỏc qui trỡnh, tớn hiệu sẽ được phõn nhỏnh. Sau khi cỏc qui trỡnh đồng thời thực hiện xong, cỏc tớn hiệu sẽ được kết hợp lại. Nguyờn lý hoạt động điều khiển theo nhịp với cỏc chu kỳ thực hiện đồng thời, được biểu diễn trờn hỡnh 6.59.
Hỡnh 7.59. Mạch điều khiển theo nhịp với cỏc chu kỳ đồng thời
7.5.2. Mạch điều khiển với chu kỳ thực hiện tuần tự
Sau khi qui trỡnh M thực hiện, nếu k = 1 thỡ qui trỡnh thứ nhất sẽ thực hiện, nếu k = 0, thỡ qui trỡnh thứ hai sẽ thực hiện. Sau đú, qui trỡnh N sẽ thực hiện.
Hỡnh 7.60. Mạch điều khiển với chu kỳ thực hiện tuần tự
Vớ dụ quy trỡnh làm việc của mỏy khoan gồm hai xylanh (hỡnh 6.61): Khi đưa chi tiết vào xylanh A sẽ đi ra để kẹp chi tiết. Sau đú pittong B đi xuống khoan chi tiết. Sau khi khoan xong, pittong B lựi về. Khi xylanh B đó lựi về, thỡ xylanh A múi lựi về.
Hỡnh 7.61. Quy trỡnh cụng nghệ
*) Xỏc định biến:
Cụng tắc cuối hành trỡnh của xylanh A ký hiệu là a0 và a1. Cụng tắc cuối
hành trỡnh của xylanh B là b0 và b1. Cụng tắc hành trỡnh sẽ tỏc động này sẽ tỏc động cho pittụng đi ra và lựi về (hỡnh 6.62).
+A và –A kớ hiệu tớn hiệu tớn hiệu điều khiển cho phần tử nhớ chớnh A +B và –B kớ hiệu tớn hiệu tớn hiệu điều khiển cho phần tử nhớ chớnh B
Hỡnh 7.62 Xỏc định cỏc biến
*) Thiết lập biểu đồ trạng thỏi
Hỡnh 6.63. Biểu đồ trạng thỏi
Từ biểu đồ trạng thỏi, ta xỏc định điều kiện để cỏc xylanh thực hiện như sau: - Bước 1:
Xylanh A đi ra với tớn hiệu điều khiển +A +A = a0 ^ b0
- Bước 2:
Xylanh B đi ra với tớn hiệu điều khiển +B +B = a1 ^ b0
- Bước 3:
Xylanh B lựi về với tớn hiệu điều khiển – B - B = a1 ^ b1
- Bước 4:
Xylanh A lựi về với tớn hiệu điều khiển – A - A = a1 ^ b0
*) Thiết lập phương trỡnh logic và cỏc điều kiện thực hiện: Từ cỏc bước thực hiện, ta cú phương trỡnh logic sau:
a) +A = a0 ^ b0 b) +B = a1 ^ b0
c) - B = a1 ^ b1 (6.1)
d) - A = a1 ^ b0
So sỏnh phương trỡnh b và d ta thấy điều kiện để thực hiện +B và –A giống nhau. Như vậy về điều khiển khụng thể thực hiện được.
Do vậy để phõn biệt được cỏc bước thực hiện +B và –A cú cựng điều kiện (a1 ^ b0), cả hai phương trỡnh đều phải cú điều kiện phụ. Trong điều khiển thường sử dụng phần tử nhớ trung gian. Ta ký hiệu x và x là tớn hiệu ra của phần tử nhớ trung gian. Phương trỡnh (6.1) viết lại như sau.
a) +A = a0 ^ b0
b) +B = a1 ^ b0 ^ x
c) - B = a1 ^ b1 (6.2)
d) - A = a1 ^ b0 ^ x
Để tớn hiệu ra x của phần tử nhớ trung gian thực hiện bước b, thỡ tớn đú phải được chuẩn bị trong bước thực hiện trước đú, tức là bước a. Tương tự như vậy để tớn hiệu ra x
của phần tử nhớ trung gian thực hiện bước d , thỡ tớn hiệu đú phải được chuẩn bị trong bước thược hiện trước đú, tức là bước c. Từ đú ta viết lại phương trỡnh logic (6.2) như sau:
a) +A = a0 ^ b0 ^ x
b) +B = a1 ^ b0 ^ x
c) - B = a1 ^ b1 ^ x (6.3) d) - A = a1 ^ b0 ^ x
Trong quy trỡnh thờm một phần tử trung gian. Phương trỡnh 6.3a và 6.3c cũng như phương trỡnh 6.3b và 6.3d cú cựng thờm một dạng biến tớn hiệu ra x và x. Như vậy phương trỡnh logic của quy trỡnh được điều khiển được viết như sau:
a) +A = a0 ^ b0 ^ x b) +B = a1 ^ b0 ^ x c) - B = a1 ^ b1 ^ x (6.4) d) - A = a1 ^ b0 ^ x e) +X = a1 ^ b1 ^ x f) – X = a0 ^ b0 ^ x
*) Sơ đồ logic của quy trỡnh:
Dựa vào phương trỡnh logic (6.4) ta thiết kế mạch logic như hỡnh dưới:
Hỡnh 6.64. Sơ đồ mạch logic
Ta cú 3 biến: - a1 và phủ định a0 - b1 và phủ định b0
- x và phủ định x
Biểu đồ Karnaugh với 3 biến được biểu diễn ở hỡnh 6.65. Cỏc cụng tắc hành trỡnh sẽ được biểu diễn qua trục đối xứng nằm ngang.
Hỡnh 6.65. Biểu đồ Karnaugh với 3 biến
Biến của phần tử nhớ trung gian biểu diễn qua trục đối xứng thẳng đứng. Trong điều khiển giả thiết rằng, khi cụng tắc hành trỡnh, vớ dụ a0 bị tỏc động thỡ cụng tắc hành trỡnh a1 sẽ khụng bị tỏc động.
*) Đơn giản hành trỡnh của xylanh A bằng biểu đồ Karnaugh
Theo biểu đồ trạng thỏi ta thiết lập được biểu đồ Karnaugh cho xylanh A như hỡnh 6.67.
Bước 1 pittụng A đi ra (+A) và dừng lại ở bước 3. Sang bước 4 thỡ pittụng A lựi về (-A) .
Cỏc khối 1, 2, 3, và 7 ký hiệu +A và cỏc khối 5, 6 ký hiệu –A .
Như vậy khối thứ nhất (x) gồm cỏc khối 1, 2, 3, và 4 trong đú khối 4 là trống. Đơn giản hành trỡnh của xylanh A (+A) sẽ được thực hiện trong cột thứ nhất (
x). Phương trỡnh logic căn bản của +A là:
+A = a0 ^ b0 ^ x ^ khởi động. Hỡnh 6.66. Biểu đồ Karnaugh cho
xylanh A
Sau khi đơn giản cột thứ nhất ta cú phương trỡnh logic đơn giản của +A: +A = x ^ khởi động.
Tương tự ta cú phương trỡnh logic ban đầu của –A: - A = a1 ^ b0 ^ x
Sau khi đơn giản cỏc khối 5 và 6, ta cú phương trỡnh logic của –A: - A = b0 ^ x
*) Đơn giản hành trỡnh của xylanh B bằng biểu đồ Karnaugh
Phương phỏp đơn giản hành trỡnh của xylanh B cũng tương tự như cỏch thực hiện ở xylanh A (hỡnh 6.67). Phương trỡnh logic ban đầu của +B
+B = a1 ^ b0 ^ x
Hỡnh 6.67. Biểu đồ Karnaugh cho xylanh B
Sau khi đơn giản +B ở cỏc khối 2 và 3, ta cú phương trỡnh logic đơn giản của +B: +B = a1 ^ x
Phương trỡnh logic của – B ở cột thứ 2 gồm cỏc khối 5, 6, 7 và 8, ta cú phương trỡnh logic đơn giản của – B: -B = -x
*) Đơn giản cỏc phần tử nhớ trung gian bằng biểu đồ Karnaugh Biểu đồ karnaugh ở hỡnh 6.68 cho
thấy rằng phần tử nhớ trung gian ở vị trớ SET bắt đàu trong khối 3 giữ vị trớ đú cho đờn khối 7 và 6. Từ khối 5 bắt đầu bị RESET và giữ vị trớ đú cho đến khối 1 và 2. Phương trỡnh logic ban đầu của +X: +X = a1 ^ b1 ^ x. Sau khi đơn giản +X ở miền gồm cỏc khối 3, 7, 4 và 8, ta cú phương trỡnh logic đơn giản của +X:
+X = b1
Hỡnh 6.68. Biểu đồ Karnaugh cho
phần tử nhớ trung gian
Phương trỡnh logic ban đầu của –X: – X = a0 ^ b0 ^ x. Sau khi đơn giản – X ở miền gồm cỏc khối 1, 5, 4 và 8, ta cú phương trỡnh logic đơn giản của – X: – X = a0 khối 4 và 8 được phộp sử dụng cho cả +X và –X
Phương trỡnh đơn giản cho cả quy trỡnh là: +A = x ^ khởi động
- A = b0 ^ x
-B = -x
+X = b1 – X = a0
Sơ đồ mạch được biểu diễn ở hỡnh sau:
Hỡnh 7.69. Sơ đồ mạch logic sau khi đơn giản
Hỡnh 7.71. sơ đồ mạch biểu diễn đơn giản
7.7. Cỏc mạch ứng dụng.
7.7.1. Cơ cấu kẹp chặt chi tiết gia cụng
Khi tỏc động bằng tay, pớt tụng mang hàm kẹp di động đi ra kẹp chi tiết. Khi gia cụng xong, pớt tụng lựi về, hàm kẹp mở ra.
Trong đú:
0.1 Bơm; 0.2 Van tràn; 0.3 Ap kế;
1.1 Van đảo chiều 4/2, điều khiển hướng gạt; 1.2 Van tiết lưu một chiều; 1.0 Xilanh.
7.7.2. Mỏy dập thủy lực điều khiển bằng tay
Khi cú tớn hiệu tỏc động bằng tay, xilanh A mang đầu dập đi xuống. Khi nhả tay ra xilanh lựi về.
Trong đú:
0.1 Bơm; 0.2 Van tràn; 0.3 Ap kế; 1.1 Van một chiều;
1.2 Van đảo chiều 3/2, điều khiển bằng tay gạt; 1.0 Xilanh
7.7.3. Cơ cấu nõng hạ chi tiết sơn trong lũ sấy.
Để chuyển động của xi lanh đi xuống được ờm và cú thể dừng lại vị trớ bất kỳ ta lắp thờm van một chiều điều khiển được hướng chặn 1.2 vào đường nộn củaxilanh.