2.4.1. Van điện khí nén 5/2 một cuộn dây
a. Cấu tạo
Sở dĩ van được lấy tên 5/2 là có 5 cổng làm việc( vào(1), ra (2, 4) và hai cửa xả riêng cho mỗi trạng thái (3,5), có hai trạng thái.
Cửa số 1 là cửa có vai trò cấp khí. (vào)
Cửa số 2 và 4 đóng vai trò làm việc bình thường. (ra) Cửa số 3 và 5 là cửa đóng vai trò xả khí.
b. Nguyên lí hoạt động
Van 5/2 được thiết kế và hoạt động bằng cách cấp nguồn điện 220V hoặc 24V. Khi có nguồn điện sẽ sinh ra lực từ trường. Lực này sẽ hút trục van chuyển động dọc trục và khiến cho các cửa van được mở ra để cho khí nén thông cửa. Hoạt động này giúp cho van có thể thực điện nhiệm vụ cấp hoặc đóng dòng khí nén cho thiết bị cần hoạt động. Khi van nằm ở trạng thái bình thường hay còn gọi là ở trạng thái van đóng thì cửa số 1 sẽ được thiết kế thông với cửa số 2. Trong khi đó thì cửa số 4 sẽ được thông với cửa số 5. Nhưng khi van được cấp khí nén khiến cho van nằm trong tình trạng được mơ hoàn toàn thì sẽ có sự thay đổi bắt đầu từ cửa số 1 và số 4. Ở đây sẽ xảy ra hiện tượng đảo chiều và khiến cho cửa số 1 thông với cửa số 4. Trong khi đó thì cửa số 2 thông với cửa số 3. Riêng cửa số 5 sẽ bị chặn lại.
2.4.2. Đế van
Mục đích lắp đặt : gọn gàng và lắp đặt van lấy chung một nguồn cấp khí . Hãng sản xuất : SMC- Japan
Hình 2. 4: Đế van +) Nguyên lý hoạt động
Tiết diện chảy A thay đổi bằng cách điều chỉnh vít điều chỉnh bằng tay. Khi dòng khí nén từ A qua B, lò xo đẩy màng chắn xuống và dòng khí nén chỉ đi qua tiết diện A. Khi dòng khí nén đi từ B sang A, áp suất khí nén thắng lực lò xo, đẩy màng chắn lên và khi đó dòng khí nén đi qua khoẳng hở giữa màng chắn và mặt tựa màng chắn, lưu lượng không điều chỉnh được.
2.4.3. Công tắc hành trình
Công tắc hành trình được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện bằng cách cho phép hoặc ngăn dòng điện qua mạch. Nó có 3 đầu nối. Đầu vào nguồn điện được gọi là chân COM, được sử dụng để nối công tắc với nguồn điện. Hai đầu còn lại là tiếp điểm thường mở (NO) và tiếp điểm thường đóng ( NC). NO có chức năng đóng mạch lại không cho dòng điện chạy từ nguồn đến các thiết bị điện cho đến khi các thiết bị điều khiển của công tắc hành trình được kích hoạt. Và NC cho phép dòng điện đi vào các thiết bị cho đến khi thiết bị điều khiển của công tắc được kích hoạt.
Hình 2. 5: Công tắc hành trình a. Gắn công tắc
- Bước 1: Chọn 1 vị trí sao cho cần gạt của công tắc có thể hoạt động và bảo trì một cách dễ dàng
- Bước 2: Khoan lỗ trên giá đỡ để gắn công tắc hành trình. Chú ý mũi khoan sử dụng nên phù hợp với các ốc vít.
- Bước 3: Gắn công tắc. Giữ công tắc bằng 1 tay và vặn các các ốc vít. Bạn có thể sử dụng mũi khoan để vặn, tuy nhiên hãy sử dụng 1 cái tua vít để vặn công tắc, tránh bị tuôn lỗ khoan.
b. Nối dây tới các đầu của công tắc
- Bước 1: Nối dây nguồn với nguồn cấp điện.
- Bước 2: Nối dây dẫn nguồn vào đầu COM của công tắc và siết chặt bằng ốc vít. - Bước 3: Nối dây điều khiển với thiết bị điều khiển của công tắc
2.4.4. Van tiết lưu
Hình 2. 6: Van tiết lưu
Van tiết lưu có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng dòng chảy tức là điều chỉnh vận tốc hoặc thời gian chạy của cơ cấu chấp hành. Ngoài ra van tiết lưu cũng có nhiệm vụ điều chỉnh thời gian chuyển đổi vị trí của van đảo chiều. Nguyên lý làm việc của van tiết lưu là lưu lượng dòng chảy qua van phụ thuộc vào sự thay đổi tiết diện.
Van tiết lưu có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng dòng chảy tức là điều chỉnh vận tốc hoặc thời gian chạy của cơ cấu chấp hành. Ngoài ra van tiết lưu cũng có nhiệm vụ điều chỉnh thời gian chuyển đổi vị trí của van đảo chiều. Nguyên lý làm việc của van tiết lưu là lưu lượng dòng chảy qua van phụ thuộc vào sự thay đổi tiết diện.
2.4.5. Ống hơi khí nén
- Ống hơi khí nén là phụ kiện khí nén. Nó là dạng trụ tròn với kích thước dài ngắn khác nhau, lòng rỗng với đường kính, phi rõ ràng.
- Ống hơi khí nén không mùi, không độc hại, không ảnh hưởng tới người dùng trực tiếp.
- Có nhiều chất liệu để sản xuất ống: PU, PA, PE, nhôm, đồng, sắt…bên ngoài ống hơi được bao bọc bởi lớp nhựa nên chịu được nhiệt độ rất thấp hoặc rất cao, không sợ bị thủng, bị rách hay nứt vỡ.
- Ống dẫn khí nén có chức năng là dẫn khí nén từ bình tích áp, máy nén khí, nguồn cấp, thùng chứa đi đến các thiết bị xi lanh, van, bộ lọc để hoạt động hoặc dẫn đến súng
hơi khí nén để phun xịt ra môi trường bên ngoài. Ngoài vận chuyển khí nén, ống còn có thể vận chuyển dầu, nhớt, nước, hơi, chất nhầy, hóa chất đặc chủng, khí gas…
Hình 2. 7: Ống khí nén
2.4.6. Ống ruột gà
Ống ruột gà là thiết bị được dùng để luồn dây điện, chống va đập và bảo vệ cho dây cáp điện. Các loại Ống ruột gà đều có khả năng đàn hổi cao và không cần phải sử dụng dụng cụ bẻ ống như khi sử dụng ống thép luồn dây điện. Độ dài mỗi cuộn ống ruột gà có thể lên tới 50m, giúp giảm chi phí lao động và mua thêm phụ kiện để kết nối chiều dài.
Ống luồn dây điện mềm có linh hoạt cao, có thể sử dụng trong nhiều môi trường khác nhau kể cả môi trường cháy nổ, ẩm ướt hay cả những môi trường có độ ăn mòn cao.
2.4.7. Cảm biến hành trình xi lanh
- Cảm biến hành trình xi lanh hay còn gọi là sensor từ dùng để cảm biến vị trí xi lanh khí nén. Cảm biến từ là thành phần không thể thiếu trong quá trình điều khiển xi lanh (tạm dừng ở giữa hành trình hoặc giới hạn hành trình) hay truyền tín hiệu từ xi lanh để điều khiển các thiết bị khác.
Hình 2. 9: Cảm biến thân xi lanh
2.4.8. Xi lanh đơn
Hình 2. 10: Xi lanh đơn Có đường kính piston phi 100mm
Kích thước cổng: ren 21mm (1/2″) Áp suất : 0,1~1MPa (1~10kg)
Nhiệt độ: -20 ~ 80 độ C.
Hãng sản xuất: AIRTAC (Đài Loan).
2.4.9. Xilanh lõi kép
là loại xi lanh 2 piston (2 ty) có đường kính phi 16mm Kích thước cổng: ren 5mm (M5)
Áp suất : 0,15~1MPa Nhiệt độ: -20 ~ 70 độ C
Hãng sản xuất: AIRTAC (Đài Loan)
Hình 2. 12: Xi lanh lõi kép 2
Hình 2. 13: Xi lanh lõi kép 3
2.4.10. Ke góc
Ke ép góc chính là phụ kiện dùng để nối góc của thanh nhôm định hình lại với nhau, nhằm tạo hình dạng góc cố định cho thanh nhôm. Ke ép góc tạo hình khung thường có hình dạng chữ L hoặc gần giống chữ L.
Hình 2. 14: Ke góc
2.4.11. Thanh nhôm định hình
- Thanh nhôm định hình là những loại nhôm đã qua quá trình xử lý kim loại nhằm phát huy tối đa các đặc tính vật lý của nhôm, phù hợp cho các nhà thiết kế, kỹ sư và nhà sản xuất. Nhôm định hình ngày càng được ứng dụng rộng trong các ngành công nghiệp. - Có đặc tính cứng, chịu lực tốt, khả năng chống ăn mòn cao, khả năng tạo hình vượt trội.
2.4.12. Motor khoan
Sử dụng 2 motor nhỏ để điều khiển 2 mũi khoan khác nhau.
Hình 2. 16: Motor mũi khoan
2.4.13. Tấm thiết kế
Sử dụng tấm bằng nhôm để lắp đặt gia công phần cơ khí và phần điện để hoàn thành đồ án.
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN – KHÍ NÉN VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 3.1. Phân tích biểu đồ trạng thái và tín hiệu điều khiển
Hình 3. 2: Biểu đồ trạng thái
3.2. Thiết kế sơ đồ bố trí thiết bị điện
3.3. Tính toán và lựa chọn các thiết bị điện3.3.1. Aptomat 3.3.1. Aptomat
- Aptomat là tên thường gọi của thiết bị đóng cắt tự động (cầu dao tự động). Trong tiếng Anh thiết bị đóng cắt là Circuit Breaker (viết tắt là CB). Aptomat có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện. Một số dòng Aptomat có thêm chức năng bảo vệ chống dòng rò được gọi là aptomat chống rò hay aptomat chống giật. Aptomat đôi khi còn được gọi theo cách ngắn gọn là Át.
Hình 3. 5: Aptomat
- CB được cấu tạo bởi các bộ phận: tiếp điểm, hồ dập quang điện, cơ cấu truyền động cắt CB, móc bảo vệ.
- Tiếp điểm: CB thường có cấu tạo 2 cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang) hoặc được thiết kế 3 cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ. hồ dập quang). Tiếp điểm hoạt động như sau: khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp điểm phụ và cuối cùng là tiếp điểm chính, khi ngắt mạch điện thì tiếp điểm hoạt động ngược lại, cuối cùng là tiếp điểm hồ quang điện.
3.3.2. Nút ấn
Nút nhấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường mở, đóng và bỏ bảo vệ. Khi tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái, khi không có tác động các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
Hình 3. 6: Nút ấn
3.3.3. Nút dừng khẩn cấp
Nút ấn giữ OFF. Nút dừng khẩn cấp là biện pháp có thể đạt được bằng cách nhanh chóng nhấn nút này trong trường hợp khẩn cấp. Các nút như vạy có thể được gọi chung là nút dừng khẩn cấp. Nút này chỉ cần nhấn trực tiếp xuống có thể nhanh chóng ngừng toàn bộ thiết bị hoặc nhả một số bộ phận truyền động. Để kích hoạt lại thiết bị, nút phải được nhả ra, chỉ xoay theo chiều kim đồng hồ rồi nhả ra, và phần ép sẽ bật lên.
Hình 3. 7: Nút dừng khẩn cấp
3.3.4. Dây điện
Đối với hộp điều khiển này, lựa chọn dây dẫn 0.9mm là phù hợp. Gồm 80 đoạn 30mm, 50 đoạn 100mm
Hãng sản xuất: Mã hàng: NL 2x0.5
Tiết diện ruột dẫn: 2x0.5mm Dòng tải định mức: 3A Điện áp làm việc: 259/70V Điện áp thử: 2500V trong 5 phút
Hình 3. 8: Dây điện
3.3.5. Máng đi dây
Hệ thống máng cáp được thiết kế và lắp đặt phù hợp với loại cáp sẽ giúp đường cáp có thể đáp ứng được các yêu cầu của hệ thống điện, dữ liệu, điều khiển, sửa chữa cũng như các thiết bị đo đạc.
• Máng cáp – giải pháp tiết kiệm không gian • Máng cáp – giải pháp tiết kiệm chi phí
Hình 3. 9: Máng đi dây
3.3.6. Thanh ray nhôm
• Chất liệu: nhôm
• Chiều dài: 1m
3..3.7. Cốt chữ Y
Đầu cốt hay còn gọi là Terminal có tác dụng tăng khả năng tiếp xúc giữa thiết bị với dây truyền tải. có tác dụng tăng khả năng dẫn điện giữa cáp điện với cáp điện hoặc giữa cáp điện với thiết bị .
Kích thước: 0.75mm Mã sản phẩm: FUT- 2.5/4P Hình 3. 11: Cốt Y 3.3.8. Cốt pin rỗng Hình 3. 12: Cốt pin rỗng Mã sản phẩm: E0508
Nhà sản xuất: Công ty T-Yeang China Chất liệu: Đồng phủ nhựa
3.3.9. Cốt chữ T
Đầu cốt nối dây điện chữ T là phụ kiện kết nối giữa dây điện với ổ cắm, biến áp, công tắc ... giúp truyền tải điện năng tốt hơn. Ngoài ra Đầu cốt nối dây điện chữ T còn tránh tình trạng oxy hóa của đầu nối, và có khả năng chịu tải tốt, độ chắc chắn cao.
Hình 3. 13: Cốt T Thông số kỹ thuật của đầu cốt điện:
• Đầu cốt điện bọc nhựa
• Chiều dài đầu cos: 20 mm
• Chiều rộng đầu cốt: 7 mm
• Đường kính đầu bọc nhựa: 6 mm
• Độ dày đầu cốt điện: 0.4 mm
3.9.10. Cầu đấu dây
Nhận thấy dòng cầu đấu dây trên thị trường đang được phân phối bởi một số hãng lớn như: cầu đấu dây Phoenix Contact, cầu đấu Weidmuller, Cầu đấu Siemens, ABB… Công ty PMI đã nghiên cứu phát triển dòng cầu đấu điện có chất lượng tương đương với giá thành chỉ bằng 1/4 hoặc 1/5 so với hãng.
Cầu đấu dây ở đây chính là dòng cầu đấu UK. Được dùng nhiều trong các tủ điều khiển. Cầu đấu này là cổng kết nối tín hiệu đưa từ công trường về sau đó kết nối với các thiết bị điều khiển bên trong tủ. Ngoài ra dòng cầu đấu dây này cũng được dùng như cổng kết nối nguồn (thông thường các cầu đấu UK 2.5 trở lên).
Dòng cầu đấu điện UK được chế tạo bằng vật liệu nhựa PB có khả năng chống cháy chậm và không phát sinh khí halogen. Hiện tại sản phẩm mới chỉ có màu ghi xám và màu vàng xanh dùng cho loại tiếp địa. Và các phụ kiện đi kèm theo như: chặn cầu đấu, nắp bịt terminal…
Cầu đấu dây UK của PMI hoàn toàn tương đương với cầu đấu UK của Phoenix Contact về kích thước và chất lượng. Sau đây là bảng so sánh chi tiết giữa 2 loại cầu đấu này. Ví dụ như cầu đấu UK 2.5
Dựa vào bảng so sánh trên chúng ta hoàn toàn có thể thấy dòng cấu đấu UK của PMI hoàn toàn tương đương với dòng cầu đấu của Phoenix. Đều là hàng kẹp cầu đấu cài lên các thanh ray 35/7.5
Ngoài ra với đặc điểm là sản xuất tại Việt Nam. Nên các terminal block của PMI đáp ứng tốt hơn so với các hãng khác nhờ khả năng linh hoạt trong việc đáp ứng về tiến độ giao hàng cũng như chế độ bảo hành, thay thế về sau.
Đấu dây UK được dùng nhiều trong các tủ điều khiển. Cầu đấu này là cổng kết nối tín hiệu đưa từ công trường về sau đó kết nối với các thiết bị điều khiển bên trong tủ. Ngoài ra dòng cầu đấu dây này cũng được dùng như cổng kết nối nguồn.
Tên sản phẩm : Cầu đấu UK phoenix Hãng sản xuất : Phoenix controller
Hình 3. 14: Cầu đầu dây
3.9.11. Rơ le trung gian
Trong kỹ thuật điều khiển, rơle được sử dụng như phần tử xử lý tín hiệu. Có nhiều loại rơle khác nhau tùy vào công dụng. Nguyên tắc hoạt động của rơle là từ trường của cuộn dây, trong quá trình đóng mở sẽ có hiện tượng tự cảm
Nguyên lí làm việc : Khi dòng điện vào cuộn dây cảm ứng, xuất hiện lực từ trường sẽ hút lõi sắt, trên đó có lắp các tiếp điể. Các tiếp điểm đó có thể là tiếp điểm chính để đóng , mở mạch chính và các tiếp điểm phụ để đóng, mở mạch điều khiển.
Hình 3. 15: Relay trung gian
Hình 3. 16: Cấu tạo của relay
Tên sản phẩm Omron MK3P-I
Loại rơ le 3PDT (3 cặp tiếp điểm)
Điện áp cuộn dây 24VDC
Dòng tải max 3A
Điện áp tiếp điểm 250VAC/30VDC
Trở kháng cuộn dây 605 ohm
Nhiệt độ hoạt động -550C tới 700C
Dải thời gian 0..60s
Bảng 3: Thông số kỹ thuật của rơ le trung gian
3.9.12. Nguồn 1 chiều
Chức năng sản phẩm
+ Chỉnh lưu từ lưới điện xoay chiều thành một chiều cung cấp cho các thiết bị điện tử. + Dùng trong các mạch ổn áp, cung cấp dòng áp đủ tranh trường hợp sụt áp, dòng ảnh hưởng tới mạch
+ Hiệu quả cao, giá thành thấp , độ tin cậy cao. Thông số sản phẩm:
Điện áp ngõ vào : 135V-264VAC Điện áp ngõ ra : DC24V
Dòng ngõ ra : 3.5A Nhiệt độ làm việc : 0 - 80 oC
Kích thước: 135 x 96 x 40 mm Công suất: 75 W
Hình 3. 17: Bộ nguồn 24V Hướng dẫn sử dụng :
+ Mắc dây 2 dây từ nguôn AC ( L và N ) vào nguồn tổ ong như biểu tượng trên đây.