Thiết kế mô hình thí nghiệm điện khí nén

iv TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đề tài: THIẾT KẾ MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐIỆN – KHÍ NÉN Những ngày tháng học tập tại trường đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh và việc tìm hiểu thực tế sản xuất

Trang 1

iv

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Đề tài: THIẾT KẾ MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐIỆN – KHÍ NÉN

Những ngày tháng học tập tại trường đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh và việc tìm hiểu thực tế sản xuất trong đời sống tôi nhận thấy bộ môn thủy lực khí nén là một môn học quan trọng, vì vậy sinh viên cần được học tập, thực hành và nâng cao kiến thức của bản thân để phù hợp với sự phát triển của nền sản xuất

Chính vì vậy tôi đã quyết định thiết kế bộ thí nghiệm điện – khí nén như một giải pháp nhằm giúp cho sinh viên áp dụng những kiến thức lý thuyết đã học trên lớp vào thực tế trên bộ thí nghiệm Hơn nữa đề tài còn giúp sinh viên hiểu biết thêm về các thiết

bị khí nén và hướng dẫn sinh viên là các bài tập thực hành trên bộ thí nghiệm

Ngoài làm ra bốn bàn thí nghiệm, đề tài còn hướng dẫn sinh viên làm các bài tập thực hành, hơn nữa bộ thí nghiệm còn có sử dụng PLC để điều khiển

ABSTRACT

Project: DESIGN EXPERIMENT ELECTRICAL – PNEUMATIC MODEL

The dates at university of Technical Education Ho Chi Minh City and the finding in life and produced recognized pneumatic hydraulic is an important subject, so students need to study, practice and improve knowledge to suitable with the growth of production

fact-Therefore I have decided to design the electrical experiments - pneumatic as a

solution to help the students apply the theoretical knowledge learned into practice on the experiments Further, this project helps students learn about the pneumatic equipment and

to guide students do the practical exercises on the experiment

More, this project used PLC in the experiments

Trang 2

v

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

LỜI CAM KẾT ii

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv

ABSTRACT iv

DANH MỤC HÌNH viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU xi

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1

I TỔNG QUAN VỀ KHÍ NÉN VÀ HỆ THỐNG KHÍ NÉN 1

II MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI 1

1 Thiết kế chế tạo bàn thí nghiệm điện – khí nén 1

2 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng và các bài tập thực hành: 2

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHÍ NÉN VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN – KHÍ NÉN 3

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3

1 Đơn vị đo 3

2 Áp suất 3

2.1 Áp suất khí quyển 3

2.2 Áp suất dư 3

2.3 Áp suất tuyệt đối 3

2.4 Áp suất khí nén 3

2.5 Lực 4

2.6 Lưu lượng 4

2.7 Các định luật về chất khí 5

2.8 Định luật tổng quát 5

2.9 Sơ đồ cấu tạo – chức năng của hệ thống điều khiển khí nén – điện 6

II THIẾT BỊ KHÍ NÉN VÀ ĐIỆN – KHÍ NÉN 6

1 Máy nén khí và thiết bị xử lý khí nén 6

1.1 Máy nén khí 6

1.2 Thiết bị xử lý khí nén 7

Trang 3

vi

1.3 Bộ lọc 8

2 Các phần tử trong hệ thống điều khiể điện – khí nén 9

2.1 Xy lanh một chiều 9

2.2 Xy lanh hai chiều 9

2.3 Nút nhấn 10

2.4 Van điện từ 2/2 11

2.5 Van điện từ 3/2 một trạng thái 12

2.6 Van điện từ 5/2 một trạng thái 12

2.7 Van điện từ 5/2 hai trạng thái 13

2.8 Công tắc hành trình 13

2.9 cảm biến 14

2.10 Delay thời gian 14

2.11 Counter 14

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ THI CÔNG 15

I KHẢO SÁT Ý KIẾN SINH VIÊN VỀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN CŨ: 15

II THIẾT KẾ CƠ KHÍ 15

1 Bàn thí nghiệm 15

2 Bộ thí nghiệm 1 17

2.1 Bản vẽ thiết kế (phụ lục) 17

2.2 Thiết bị 17

3.2 Thiết bị 18

4.2 Thiết bị 19

5.2 Thiết bị 20

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ BÀI TẬP THỰC HÀNH 21

Trang 4

vii

BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN XY LANH BẰNG VAN ĐIỆN TỪ 5/2 MỘT TRẠNG THÁI 21

I MỤC TIÊU BÀI HỌC 21

II THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 21

III TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 21

BÀI 2: ĐIỀU KHIỂN XY LANH BẰNG VAN ĐIỆN TỪ 5/2 HAI TRẠNG THÁI 30

III TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 30

BÀI 3: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG KHÍ NÉN BẰNG PLC LOGO! 230RC SIEMEN 40

III GIỚI THIỆU VỀ PLC LOLO! 230RC SIEMENS 40

1 Tổng quan về PLC 40

2 PLC LOLO! 230RC SIEMENS 41

IV TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 47

BÀI 4 MẠCH SO SÁNH ĐIỆN – KHÍ NÉN VÀ PLC 64

CHƯƠNG V: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 76

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

PHỤ LỤC 86

I BẢN VẼ THIẾT KẾ 86

II PHIẾU KHẢO SÁT SẢN PHẨM BỘ THÍ NGHỆM ĐIỆN – KHÍ NÉN 91

Trang 5

viii

DANH MỤC HÌNH

Hình 2 1 – Quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ 5

Hình 2 2 – Sơ đồ cấu tạo – chức năng của hệ thống điều khiển khí nén – điện 6

Hình 2 3 – Máy nén khí piston 7

Hình 2 4 – Nguyên lý hoạt động của bình ngưng tụ làm lạnh bằng nước 7

Hình 2 5 – Bộ lọc 8

Hình 2 6 – Nguyên lý hoạt động của xy lanh một chiều 9

Hình 2 7 – Cấu tạo và ký hiệu của xy lanh một chiều 9

Hình 2 8 – Nguyên lý hoạt động của xy lanh một chiều 9

Hình 2 9 – Cấu tạo và ký hiệu xy lanh không có giảm chấn 10

Hình 2 10 – Cấu tạo và ký hiệu xy lanh không có giảm chấn 10

Hình 2 11 – Cấu tạo và ký hiệu của nút nhấn thường hở 11

Hình 2 12 – Cấu tạo và ký hiệu của nút nhấn thường đóng 11

Hình 2 13 – Cấu tạo van điện từ 2/2 11

Hình 2 14 – Cấu tạo van điện từ 3/2 một trạng thái 12

Hình 2 15 – Cấu tạo và ký hiệu vủa van điện từ 5/2 một trạng thái 12

Hình 2 16 – Cấu tạo và ký hiệu van điện từ 5/2 hai trạng thái 13

Hình 2 17 – Cấu tạo công tắc hành trình 13

Hình 2 18 – Ký hiệu và cách mắc của cảm biến quang 14

Hình 2 19 – Rơ le thời gian và ký hiệu của rơ le thời gian 14

Hình 2 20 – Counter và ký hiệu của counter 14

Hình 3.0.1 – Bàn thí nghiệm 16

Hình 3.0.2 – Bộ thí nghiệm 1 17

Hình 3.5 – Cơ cấu cho cảm biến quang và giữ thăng bằng xy lanh 19

Hình 3.6 – Bộ thí nghiệm 4 20

Hình 4 1 – Bộ thí nghiệm 1 21

Hình 4 2 – Mạch điện 1 22

Hình 4 3 – Biểu đồ trạng thái 1 24

Hình 4 8 – Bộ thí nghiệm 2 30

Trang 6

ix

Hình 4 10 – Mạch điện 3 31

Hình 4 20 – Bộ thí nghiệm số 3 40

Hình 4 21 – PLC LOGO! 230RC SIEMENS 41

Hình 4 22 – Sơ đồ đấu dây ngõ vào PLC LOGO! 230RC SIEMENS 42

Hình 4 23 – Sơ đồ đấu dây ngõ ra PLC LOGO! 230RC SIEMENS 42

Hình 4 25 – Giải thuật thiết kế lập trình bằng tay 1 48

Trang 7

x

Hình 5 1 – Hình ảnh thực nghiệm 78

Trang 8

xi

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2 1 – Các hệ thống đơn vị SI và Metric 3Bảng 2 2 – Các đơn vị đo áp suất thông dụng 4Bảng 2 3 – Các đơn vị lưu lượng thông dụng đo theo đơn vị thể tích 4

Trang 9

Điều khiển khí nén được thiết kế với mục đích hướng dòng khí nén lưu động theo các mạch để điều khiển cơ cấu chấp hành Các dòng chảy dưới dạng năng lượng khí nén

sẽ điều khiển cơ cấu chấp hành thực hiện chuyển động

Hệ thống khí nén được sử dụng trong các hệ thống tự động công nghiệp vì giá thành

rẻ, nhưng chỉ đáp ứng tải nhẹ, tốc độ điều khiển có độ chính xác không cao

Ưu điểm:

- Kết cấu và sử dụng đơn giản

- Độ tin cậy làm việc cao

- Độ an toàn làm việc cao trong môi trường dễ cháy nổ và có thể áp dụng làm việc trong môi trường khắc nghiệt như phóng xạ hay hóa chất

- Do vận tốc của các cơ cấu chấp hành lớn nên dễ bị va đập cuối hành trình

- Do khí nhả ra các cửa nên tạo ra tiếng ồn khá lớn

Tuy còn có những hạn chế nhưng các hệ thống khí nén vẫn được sử dụng rộng rãi khi mà các nhược điểm nêu trên không mang tính chất quyết định

II MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

1 Thiết kế chế tạo bàn thí nghiệm điện – khí nén

Trong quá trình học tập tại trường, với số lượng sinh viên đông đảo trong khi thiết

bị và đồ dùng thí nghiệm môn Công Nghệ Thủy Lực và Khí Nén đáp ứng chưa đủ về mặt

số lượng cũng như chất lượng các thiết bị đã cũ nên chưa thể đáp ứng được nhu cầu muốn nâng cao của sinh viên

Trang 10

2

Từ những vấn đề đó cộng với sự phát triển của môn học về khí nén trên thế giới và tầm quan trọng của các hệ thống khí nén trong công nghiệp cho nên yêu cầu cấp thiết là phải chế tạo bộ thí nghiệm điện – khí nén nhằm mục tiêu:

- Cung cấp cho sinh viên bộ thí nghiệm nhằm phục vụ cho môn học Thí Nghiệm Thủy Lực và Khí Nén

- Đưa những kiến thức sinh viên đã học trên lớp áp dụng vào thực tế nhằm thực hiện mục tiêu học đi đôi với hành

- Với bộ thí nghiệm mới, sinh viên có khả năng nâng cao kỹ năng thiết kế và lắp ráp mạch điện – khí nén

- Bộ thí nghiệm có sử dụng PLC nhằm giúp sinh viên làm quen với PLC và hệ thống khí nén sử dụng PLC

2 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng và các bài tập thực hành:

Với cuốn tài liệu hướng dẫn:

- Thiết kế các bài tập thực hành về điện – khí nén, PLC

- Hướng dẫn sinh viên làm các bài tập thực hành

- Sinh viên dễ dàng tìm hiểu các thiết bị về khí nén cũng như điện – khí nén hay PLC

- Biết cách sử dụng thiết bị, thiết kế và lắp ráp mạch trên bộ thí nghiệm

Trang 11

2.2 Áp suất dư

Hay còn gọi là áp suất tương đối: áp suất khí quyển ở mặt đất hầu như không đổi do

đó thường được sử dụng để quy chiếu hay làm chuẩn Áp suất dư bằng 0 chính là áp suất khí quyển

2.3 Áp suất tuyệt đối

Là tổng hợp áp suất dư và áp suất khí quyển Áp suất khí quyển có thể đo bằng chiều cao của cột môi chất trong chân không Áp suất khí quyển thường được lấy theo giá trị 1013 mbar

2.4 Áp suất khí nén

Áp suất khí nén là lực tác động lên một đơn vị diện tích bề mặt chịu lực

2)

Trang 13

số mũ đoạn nhiệt, với lý tưởng n = 1,4

Trong xy lanh khí nén, quá trình tuy tương đối nhanh nhưng vẫn bị tổn thất qua

vỏ xy lanh, mặc dù máy nén có tốc độ cao n = 1,3

Trong thực tế, khi sử dụng khí nén đoạn nhiệt trong bộ phận giảm chấn sẽ có hiện tượng tổn thất nhiệt trong quá trình nén

Các đặc tính nén sẽ diễn ra trong khoảng quá trình đoạn nhiệt và đẳng nhiệt Giá trị n<1,4 tùy theo tốc độ nén

Trang 14

6

Định luật Pascal: Áp suất tác dụng lên dòng chảy sẽ được chuyền đi theo mọi

hướng khác nhau

2.9 Sơ đồ cấu tạo – chức năng của hệ thống điều khiển khí nén – điện

Hình 2 2 – Sơ đồ cấu tạo – chức năng của hệ thống điều khiển khí nén – điện

II THIẾT BỊ KHÍ NÉN VÀ ĐIỆN – KHÍ NÉN

Nguyên lý thay đổi thể tích: Không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó thể tích khí

sẽ giảm, áp suất trong bình chứa tăng

Trang 15

7

Hình 2 3 – Máy nén khí piston

Nguyên lý động năng: Không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó áp suất khí nén

được tạo ra bằng động năng của bánh dẫn, cho phép tạo ra lưu động và công suất lớn

1.2 Thiết bị xử lý khí nén

Hệ thống xử lý khí nén bao gồm ba giai đoạn:

Lọc làm mát tạm thời khí nén từ máy nén khí đưa ra để tách chất bẩn và bụi Sau đó khí nén được đưa vào bình ngưng tụ để tách hơi nước Giai đoạn lọc thô là giai đoạn cần thiết nhất trong xử lý khí nén

Sấy khô là giai đoạn xử lý tùy theo chất lượng yêu cầu của khí nén

Lọc tinh, xử lý khí nén trong giani đoạn này trước khi đưa vào sử dụng

Bình ngưng tụ - làm lạnh bằng không khí: Sau khi khí nén ra khỏi máy nén khí sẽ

được đưa vào bình ngưng tụ Tại đây khí nén sẽ được làm lạnh và phần lớn lượng hơi nước chứa trong không khí sẽ được ngưng tụ và tách ra

Làm lạnh bằng không khí, nhiệt độ khí nén khoảng từ 30oC đến 35o

C Làm lạnh bằng nước thì nhiệt độ khí nén trong bình sẽ đạt 20oC

Hình 2 4 – Nguyên lý hoạt động của bình ngưng tụ làm lạnh bằng nước

Trang 16

Bộ sấy khí: Các bộ sấy khí nén thường bị mòn là do hơi nước trong hệ thống, làm

cho hệ thống hấp thụ nhiều khí nén hơn và hiệu suất trong hệ thống giảm xuống Khi bị mài mòn hay rò rỉ lớn các thiết bị cần phải được thay thế Để khắc phục những điều đó cần có thêm bộ sấy khô khí

Có các bộ sấy khô với các phương pháp làm khô khác nhau:

Thiết bị sấy khô bằng chất làm lạnh

Thiết bị sấy khô bằng chất hấp thụ

Hệ thống sấy khô nhiệt độ thấp

1.3 Bộ lọc

Khối lọc khí là thiết bị cơ bản nhất làm sạch khí Bộ lọc khí có nhiệm vụ tách nước

và dầu từ khí nén và đưa đến bộ sấy khô không khí

Hình 2 5 – Bộ lọc

Bộ lọc thường được lắp đặt ngay phía trước của hệ thống khí nén Bộ lọc bao gồm các thành phần:

Van lọc: Loại bỏ bụi bẩn, tạp chất và hơi nước ra khỏi dòng khí

Van áp suất: Giảm áp suất khí nén tới giá trị định trước

Van tra dầu: Bơm trơn dòng khí với dầu dạng sương, nâng cao chất lượng dòng khí

nén bằng cách hòa trộn thêm dầu vào dạng hơi sương để bôi trơn các phần tử chuyển động

Trang 17

- Piston lùi về bằng lực đẩy của lò

xo hay tác động của lực bên ngoài

- Xy lanh có một cổng cấp nguồn, một cổng thoát khí

- Điều khiển hoạt động của xy lanh đơn bằng van 3/2

Cấu tạo xy lanh một chiều:

Hình 2 7 – Cấu tạo và ký hiệu của xy lanh một chiều

2.2 Xy lanh hai chiều

Nguyên lý hoạt động:

Hình 2 8 – Nguyên lý hoạt động của

xy lanh một chiều

- Khí nén đƣợc sử dụng để sinh công ở hai phía của piston

- Xy lanh có hai cửa cấp nguồn khí

- Điều khiển hoạt động của xy lanh đơn bằng van 4/2, 5/2 hoặc 5/3

Trang 18

ống lót dẫn hướng (5), nắp cuối (6), piston (7), đệm piston (8),

thanh truyền (9), vòng bít kín (10), nắp đầu (11)

Hình 2 10 – Cấu tạo và ký hiệu xy lanh không có giảm chấn

2.3 Nút nhấn

Nút nhấn thường hở:

Khi nhấn nút, lò xo bị nén lại làm cho phần tử chuyển mạch tiếp xúc với tiếp điểm, điện sẽ đi qua Khi nhả nút nhấn thì phần tử chuyển mạch bị là xo đẩy lên, làm cho tiếp điểm giữa phần tử chuyển mạch và tiếp điểm hở ra, mạch bị ngắt

Trang 19

Hình 2 13 – Cấu tạo van điện từ 2/2

Khi cuộn dây solenoid có điện, lực từ sinh ra tác dụng vào ống sắt từ, kéo ống sắt từ lên, lúc này dòng khí theo khe hở nhỏ từ cửa số 1 đi qua của số 2

Cơ cấu tác động

Phần tử chuyển mạch

Tiếp điểm

Cơ cấu tác động

Phần tử chuyển mạch Tiếp điểm

Trang 20

12

2.5 Van điện từ 3/2 một trạng thái

Hình 2 14 – Cấu tạo van điện từ 3/2 một trạng thái

1 Hai chấu nối với nguồn điện

2 Cuộn dây solenoid

3 Ống sắt từ

4 Nòng van

5 Van đệm

6 Lò xo

Van điện từ 3/2 một trạng thái ứng dụng trong điều khiển xy lanh tác dụng đơn

2.6 Van điện từ 5/2 một trạng thái

Hình 2 15 – Cấu tạo và ký hiệu vủa van điện từ 5/2 một trạng thái

1 Hai chấu kết nối điện 4 Cuộn solenoid

3 Nòng van

Nguyên lý hoạt động: Khi cuộn solenoid chưa có điện nòng van bị đẩy qua bên trái

dưới tác động của lò xo, khí từ của số 1 thông với cửa số 2 dẫn khí đi ra, cửa số 4 thông

3

Trang 21

13

với cửa số 5 để xả khí, cửa số 3 bị chặn Khi cuộn dây solenoid có điện, lực từ sinh ra tác dụng vào ống sắt từ kéo ống sắt từ qua bên trái, lúc này theo khe hở nhỏ đi qua đẩy nòng van trượt qua bên phải ép lò xo lại Vị trí của nòng van lúc này làm cho cửa số 1 thông khí với của số 4, dẫn khí lên, cửa số 2 thông với cửa số 3, còn cửa số 5 bị chặn

Van điện từ 5/2 một trạng thái dùng để điều khiển xy lanh tác dụng kép

2.7 Van điện từ 5/2 hai trạng thái

Hình 2 16 – Cấu tạo và ký hiệu van điện từ 5/2 hai trạng thái

Nguyên lý làm việc: Khi cuộn solenoid chưa có điện khí từ cửa số 1 thông với cửa

số 2 dẫn khí đi ra, cửa số 4 thông với của số 5 để xả khí ra, cửa số 3 bị chặn Khi cuộn solenoid có điện lực từ sinh ra tác dụng vào ống sắt từ bên trái, kéo ống sắt từ đi ra bên trái, kéo ống sắt từ qua bên trái, lúc này dòng khí theo khe hở nhỏ đi qua đẩy nòng van trượt qua bên phải Vị trí của nòng van lúc này làm cho cửa số 1 thông khí với cửa số 4, dẫn khí lên, cửa số 2 thông với cửa số 3, còn cửa số 5 bị chặn

2.8 Công tắc hành trình

Hình 2 17 – Cấu tạo công tắc hành trình

Công tắc hành trình có rất nhiều loại và kích thước khác nhau, loại nhỏ được dùng trong mạch nhỏ và dụng cụ đo, loại lớn được sử dụng trong công nghiệp nặng Lựa chọn loại công tắc hành trình dựa vào yêu cầu của lực tác động, giá thành hoặc một số yếu tố khác

Trang 22

Hình 2 18 – Ký hiệu và cách mắc của cảm biến quang

2.10 Delay thời gian

Hình 2 19 – Rơ le thời gian và ký hiệu của rơ le thời gian

Trong delay thời gian có các tiếp điểm, với delay thời gian đóng chậm, khi có điện cấp nguồn delay thời gian hoạt động, sau một thời gian đặt trước tiếp điểm sẽ đóng lại cho phép dòng điện chạy qua

2.11 Counter

Counter là thiết bị dùng để đếm số chu kỳ hay các sự kiện

Hình 2 20 – Counter và ký hiệu của counter

Trang 23

15

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ THI CÔNG

I KHẢO SÁT Ý KIẾN SINH VIÊN VỀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM THỦY LỰC

II THIẾT KẾ CƠ KHÍ

Mục tiêu thiết kế dựa trên các tiêu chí:

- Nhỏ gọn, phù hợp với không gian phòng thí nghiệm

- An toàn cho sinh viên khi thực hiện thí nghiệm

- Đầy đủ các thiết bị cơ bản trong điều khiển điện – khí nén

Bàn thí nghiệm 1: điều khiển xy lanh bằng van cụm 5/2 một trạng thái

Bàn thí nghiệm 2: điều khiển xy lanh bằng van 5/2 hai trạng thái đơn và dùng PLC LOGO! 230RC SIEMENS

Bàn thí nghiệm 3: điều khiển xy lanh bằng PLC LOGO! 230RC SIEMENS

Bàn thí nghiệm 4: điều khiển xy lanh bằng van cụm 5/2 hai trạng thái và dùng PLC LOGO! 230RC SIEMENS

Trang 24

16

Hình 3.0.1 – Bàn thí nghiệm

- Kích thước: 1000x500x20 (mm)

- Vật liệu: gỗ ghép được phủ lớp sơn dầu

- Bàn được thiết kế nhỏ gọn dựa theo tủ điện công nghiệp, có các máng dây để sinh viên chứa dây khi lắp mạch nhằm tạo sự gọn gàng và có tính hiện đại hơn

- Bàn thí nghiệm được thiết kế có khẳ năng đặt nằm trên bàn học để nhóm sinh viên có thể lắp mạch và trao đổi bài học được dễ dàng cho việc tháo lắp các thiết

bị thí nghiệm

- Với vật liệu là gỗ cho nên bàn thí nghiệm có khối lượng nhẹ, thuận lợi trong việc di chuyển, và xét về mặt kinh tế thì giá thành rẻ hơn bộ thí nghiệm cùng chức năng làm bằng vật liệu khác

Trang 25

- 4 công tắc hành trình( có thể nhiều hơn tùy vào số lƣợng xy lanh)

- 1 terminal 40 tiếp điểm

- Bộ nguồn 24V

- Thanh ray gắn các rơ le

- Dây điện, ống khí nén

Trang 26

- Hai xy lanh tác động hai chiều

- Hai van 5/2 hai hai trạng thái đơn

- Van tiết lưu

- 5 Rơ le

- 1 relay timer

- 1 counter

- 4 công tắc hành trình( có thể nhiều hơn tùy vào số lượng xy lanh)

- Bộ nguồn 24V

Trang 27

19

4 Bộ thí nghiệm 3

Bộ thí nghiệm 3 có các đặc trưng sau: sử dụng 3 loại công tắc hành trình( dạng con lăn bình thường, dạng thanh gạt bánh xe, cảm biến quang phát hiện hành trình đầu, cuối), van cụm 5/2 hai trạng thái, PLC LOGO! 230RC SIEMENS

Hình 3.0.4 – Bộ thí nghiệm 3

4.1 Bản vẽ thiết kế (phụ lục)

4.2 Thiết bị

- Ba xy lanh tác động hai chiều

- Một van cụm 5/2 hai hai trạng

- Hai cảm biến quang phát hiện đầu cuối

- Bộ nguồn 24V

- PLC LOGO ! 230RC Siemens

Hình 3.5 – Cơ cấu cho cảm biến quang và giữ thăng bằng xy lanh

Trang 28

- Hai xy lanh hai chiều (có thể lắp nhiều hơn hai xy lanh)

- Van tiết lưu

- 5 Rơ le

- 1 relay timer

- 1 counter

- 4 công tắc hành trình( có thể nhiều hơn tùy vào số lượng xy lanh)

- Bộ nguồn 24V

Trang 29

21

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ BÀI TẬP THỰC HÀNH BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN XY LANH BẰNG VAN ĐIỆN TỪ 5/2 MỘT TRẠNG THÁI

I MỤC TIÊU BÀI HỌC

Sau khi học xong bài này người học có khả năng :

 Sử dụng được van điện từ 5/2 một trạng thái và trình bày được nguyên lý hoạt động của van điện từ 5/2 một trạng thái

 Mô tả được mạch điều khiển điện-khí nén sử dụng van điện từ 5/2 một trạng thái

 Thiết kế được mạch điều khiển điện-khí nén sử sụng van điện từ 5/2 một trạng thái bằng phương pháp tổng hợp, theo tầng, theo nhịp

 Trình bày được chức năng của mạch duy trì và thiết kế được mạch duy trì

II THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

Trang 30

22

Bài 1 : Điều khiển xy lanh trục tiếp và gián tiếp

Yêu cầu : Lắp mạch điều khiển xy lanh hoạt động trực tiếp bằng nút nhấn và điều khiển

xy lanh với mạch duy trì, quan sát hoạt động và ghi nhận kết quả thí nghiệm

- Đi dây theo sơ đồ

- Kiểm tra lại mạch và tiến hành cấp nguồn khí và tác động cho mạch hoạt động

- Quan sát hoạt động của các cơ cấu trong mạch

Trang 31

Bài 2 : Điều khiển hai xy lanh sử dụng van 5/2 một phía

Yêu cầu: Lắp mạch điều khiển xy lanh hoạt động theo trình tự nhƣ biểu đồ trạng thái

a Sơ đồ thiết kế mạch

Trang 33

25

- Lắp đặt bộ phối khí, tiến hành nối dây từ máy nén khí tới bộ phân phối khí và tới các cổng của van

- Quan sát hoạt động của các cơ cấu trong mạch, ghi nhận lại kết quả

Bài 3: Mạch sử dụng rơ le thời gian (timer)

Yêu cầu: Điều khiển xy lanh hoạt động theo biểu đồ trạng thái có sử dụng rơ le thời

gian

a Sơ đồ thiết kế

Hình 4 5 – Biểu đồ trạng thái 2

Trang 35

27

Bài 4:

Yêu cầu: Sử dụng các thiết bị cần thiết, thiết kế mạch điện-khí nén điều khiển xy lanh

hoạt động theo sơ đồ trạng thái sau và nêu nhận xét

Trang 36

Yêu cầu: Sử dụng các thiết bị cần thiết, thiết kế mạch điện-khí nén điều khiển xy lanh

hoạt động theo sơ đồ trạng thái sau và nêu nhận xét

a Sơ đồ thiết kế

Hình 4 7 – Biểu đồ trạng thái 4

Trang 38

30

BÀI 2: ĐIỀU KHIỂN XY LANH BẰNG VAN ĐIỆN TỪ 5/2 HAI TRẠNG THÁI

I MỤC TIÊU BÀI HỌC

Sau khi học xong bài này người học có khả năng :

 Trình bày được chức năng của van điện từ 5/2 hai trạng thái và trình bày được nguyên lý hoạt động của van điện từ 5/2 hai trạng thái

 Mô tả được mạch điều khiển điện-khí nén sử dụng van điện từ 5/2 hai trạng thái

 Thiết kế được mạch điều khiển điện-khí nén sử sụng van điện từ 5/2 hai trạng thái theo tầng, theo nhịp

 Trình bày được chức năng và ứng dụng của counter

II THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

Hình 4 8 – Bộ thí nghiệm 2

THIẾT BỊ

- Bàn thí nghiệm

- Xy lanh hai chiều

- Van 5/2 hai trạng thái

Bài 1 : Điều khiển hoạt động của xy lanh lặp lại 5 lần chu kỳ

Yêu cầu : Lắp lại mạch điều khiển xy lanh quan sát hoạt động của mạch và ghi nhận kết

quả

a Sơ đồ thiết kế mạch

Trang 39

- Quan sát hoạt động của các cơ cấu trong mạch

Trang 40

Bài 2 : Lắp mạch điều khiển hai xy lanh sử dụng van 5/2 hai trạng thái

Yêu cầu : Lắp mạch điều khiển xy lanh hoạt động theo trình tự nhƣ biểu đồ trạng thái

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	2,02 MB