Hệ thống điều khiển bằng khí nén thường được sử dụng trong các lĩnh vực như:các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá kẹp chi tiết, lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử haytrong các thiết
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA : ĐIỆN
BỘ MÔN : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Đề tài :
SOẠN ĐỀ CƯƠNG THỰC TẬP ĐIỆN - KHÍ NÉN
CHO SINH VIÊN NGÀNH ĐIỆN
VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH TAY MÁY
Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Tâm
Giáo viên hướng dẫn : Vũ Đỗ Cường
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 3 - 2000
Trang 2LIỆT KÊ CÁC HÌNH
Hình 2-1 Ký hiệu chuyển đổi vị trí của nòng van Trang 5Hình 2-2 Ký hiệu cửa xả khí Trang 6Hình 2-3 Ký hiệu các cửa nối của van đảo chiều Trang 6Hình 2-4 Các loại van đảo chiều Trang 6Hình 2-5 Tín hiệu tác động Trang 7Hình 2-6 Van đảo chiều 2/2 Trang 7Hình 2-7 Van trượt đảo chiều 3/2 Trang 8Hình 2-8 Ký hiệu van một chiều Trang 8Hình 2-9 Ký hiệu van logic OR Trang 8Hình 2-10 Ký hiệu van logic AND Trang 9Hình 2-11 Ký hiệu van xả khí nhanh Trang 9Hình 2-12 Van tiết lưu có tiết diện không thay đổi Trang 9Hình 2-13 Van tiết lưu có tiết diện thay đổi Trang 9Hình 2-14 Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay Trang 10Hình 2-15 Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng cữ chặn Trang 10Hình 2-16 Van an tồn Trang 10Hình 2-17 Van tràn Trang 10Hình 2-18 Van áp suất điều chỉnh từ xa Trang 11Hình 2-19 Cảm biến bằng tia rẽ nhánh Trang 12Hình 2-20 Cảm biến bằng tia phản hồi Trang 12Hình 2-21 Cảm biến bằng tia qua khe hở Trang 12Hình 2-22 Ký hiệu biểu diễn biểu đồ trạng thái Trang 13Hình 2-23 Xilanh tác dụng đơn Trang 14Hình 2-24 Xilanh tác dụng kép Trang 14Hình 2-25 Xilanh quay Trang 15Hình 2-26 Xilanh trượt Trang 15Hình 2-27 Ký hiệu động cơ khí nén Trang 15Hình 2-28 Thiết bị phân loại Trang 18Hình 2-29 Thiết bị kiểm tra bưu phẩm Trang 21Hình 2-30 Thiết bị cắt Trang 24Hình 2-31 Điều khiển băng tải Trang 27Hình 2-32 Thiết bị dập tạo dáng Trang 29Hình 2-33 Máy công tác Trang 32Hình 2-34 Thiết bị hàn ống Trang 36Hình 2-35 Thiết bị phân chia Trang 39Hình 2-36 Thiết bị hàn nhiệt Trang 42Hình 2-37 Trạm chuyển tiếp Trang 46Hình 2-38 Tay máy gắp hàng Trang 49Hình 2-39 Thiết bị dập chi tiết Trang 52
Hình 3-1 Các phần tử của mạch điều khiển Trang 59Hình 3-2 Hệ thống điều khiển điện khí nén Trang 59
Trang 3Hình 3-3 Ký hiệu các loại điều khiển Trang 60Hình 3-4 Công tắc Trang 60Hình 3-5 Nút nhấn Trang 61Hình 3-6 Rơ le đóng mạch Trang 61Hình 3-7 Rơ le thời gian tác động muộn Trang 62Hình 3-8 Rơ le thời gian nhả muộn Trang 62Hình 3-9 Công tắc hành trình điện cơ Trang 62Hình 3-10 Công tắc hành trình nam châm Trang 62Hình 3-11 Cảm biến cảm ứng từ Trang 63Hình 3-12 Cảm biến điện dung Trang 63Hình 3-13 Cảm biến quang Trang 63Hình 3-14 Phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén – điện Trang 64Hình 3-15 Khối xử lý CPU 214 Trang 68Hình 3-16 Vòng quét trong S7 - 200 Trang 70Hình 3-17 Dụng cụ cắt giấy Trang 79Hình 3-18 Thiết bị sắp xếp Trang 83Hình 3-19 Bàn xoay Trang 87Hình 3-20 Dụng cụ chà bóng Trang 92 Hình 3-21 Dụng cụ kẹp chi tiết Trang 95Hình 3-22 Dụng cụ đóng dấu Trang 98Hình 3-23 Trạm chuyển hàng Trang 103Hình 3-24 Thiết bị khoan chi tiết Trang 107Hình 3-25 Thiết bị gia công chi tiết Trang 112Hình 3-26 Mạch khởi động Y/ Trang 117Hình 3-27 Quy trình công nghệ thiết bị dập chi tiết Trang 122Hình 3-28 Tay máy gắp hàng Trang 127Hình 3-29 Mạch ĐKKĐ cho động cơ điện Roto dây quấn Trang 133
Hình 4-1 Mô hình tay máy Trang 139Hình 4-2 Biểu đồ trạng thái ( điều khiển bằng khí nén ) Trang 140Hình 4-3 Sơ đồ Logic Trang 145Hình 4-4 Biểu đồ trạng thái ( điều khiển bằng điện – kn) Trang 146
Trang 5Tuy nhiên do sự phát triển khoa học kỹ thuật thời đó không đồng bộ, không có
sự phối hợp về kiến thức giữa các ngành như vật lý, cơ học, vật liệu … nên phạm vi ứngdụng của khí nén còn rất hạn chế, chủ yếu là trong lĩnh vực chế tạo vũ khí
Đến thế kỷ 17, kỹ sư chế tạo người Đức là Otto von Guerike (1602 – 1686), nhàtốn học người Pháp là Blaise Pascal (1623 – 1662) cùng với nhà vật lý học người Pháp làDenis Papin (1647 – 1712) đã xây dựng nền tảng cho việc ứng dụng của khí nén
Trong thế kỷ 19 , hàng lọat các phát minh ứng dụng khí nén ra đời Tại Parisnhững năm 70 của thế kỷ 19 đã xuất hiện một trung tâm sử dụng năng lượng khí nén cócông suất lớn
Thời gian gần đây, do sự phát triển của năng lượng điện, ứng dụng của nănglượng khí nén có giảm Tuy nhiên do tính an tồn cao hơn sử dụng điện nên việc sử dụngnăng lượng khí nén vẫn đóng một vai trò khá quan trọng trong các lĩnh vực mà nếu sửdụng điện sẽ gây nguy hiểm
II Tầm quan trọng và khả năng ứng dụng của khí nén:
1./ Trong lĩnh vực điều khiển:
Những năm sau khi cuộc cách mạng công nghiệp nổ ra, do sự tất yếu của quátrình tự động hóa trong sản xuất, kỹ thuật điểu khiển bằng khí nén được phát triển rộngrãi và đa dạng hơn
Hệ thống điều khiển bằng khí nén thường được sử dụng trong các lĩnh vực cónguy cơ xảy ra các nguy hiểm cao do điều kiện vệ sinh mối trường khá tốt và tính an tồncao
Hệ thống điều khiển bằng khí nén thường được sử dụng trong các lĩnh vực như:các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá kẹp chi tiết, lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử haytrong các thiết bị vận chuyển và kiểm tra
2./ Trong lĩnh vực truyền động:
_ Các dụng cụ, thiết bị, máy va đập trong lĩnh vực khai thác than, khai thác đáhoặc trong các công trình xây dựng
_ Truyền động quay với công suất lớn bằng khí nén giá thành rất cao, cao hơn
từ 10 đến 15 lần so với động cơ điện Nhưng ngược lại, thể tích và năng lượng chỉ bằng2/3 như những dụng cụ vặn vít, máy khoan, máy mài là những dụng cụ có khả năng sửdụng truyền động bằng khí nén
_ Truyền động thẳng: các đồ gá kẹp chi tiết, các thiết bị đóng gói các thiết bịmáy gia công, các thiết bị làm sạch hay các hệ thống phanh hãm của ôtô
_ Trong các hệ thống đo đạc và kiểm tra chất lượng sản phẩm
III Ưu – nhược điểm của khí nén:
1./ Ưu điểm :
_ Có khả năng trích chứa để thành lập trạm trích chứa khí nén
_ Có khả năng truyền tải năng lượng đi xa do độ nhớt động học của khí nén nhỏ
và tổn thất trên đường dẫn thấp
_ Không gây ô nhiễm môi trường
Trang 6_ Hệ thống phòng ngừa qúa áp suất giới hạn được đảm bảo.
2./ Nhược điểm :
_ Lực truyền tải trong thấp
_ Khi tải trọng thay đổi, vận tốc truyền cũng thay đổi
_ Dòng khí nén thốt ra gây tiếng ồn lớn
IV Mục đích yêu cầu – Giới hạn đề tài:
Trong giai đoạn hiện nay, Việt Nam đang tiến hành công cuộc công nghiệp hóađất nước, do đó vấn đề TỰ ĐỘNG HÓA trong sản xuất đang được đặt lên hàng đầu Tựđộng hóa trong sản xuất công nghiệp sẽ góp phần tăng năng suất lao động của ngườicông nhân, giảm bớt sức lực bỏ ra trong các công việc nặng nhọc, hạ giá thành nhưng lạinâng cao chất lượng sản phẩm Mặt khác đáp ứng đòi hỏi ngày càng cao của ngành côngnghiệp như: chính xác, an tồn, tiện lợi, dễ kiểm tra, kiểm sốt…
Muốn có được điều đó, cần phải có sự kết hợp chặt chẽ giữa hai lĩnh vực màtrước đây chúng hồn tồn độc lập với nhau: đó là điện – điện tử và cơ khí Do đó, mộtthuật ngữ mới ra đời trong những năm gần đây là CƠ – ĐIỆN TỬ (Mechatronic)
Tuy nhiên , để có thể làm việc tốt trong một môi trường sản xuất với các thiết bị
tự động, người lao động phải được đào tạo cơ bản Ngày nay, một số trường Đại học,trung học nghề đã đưa bộ môn Cơ – Điện tử vào giảng dạy cho học sinh nhằm tạo cho họ
có được những kiến thức cơ bản về tự động hóa phục vụ cho công việc sau này
Chính vì những lý do vừa nêu đã thúc đẩy em thực hiện đề tài này Là một đề tàimang tính chất một tài liệu hướng dẫn thực tập cho sinh viên ngành điện nên được chialàm 2 phần:
_ Lý thuyết và bài tập Điều khiển bằng Khí nén
_ Lý thuyết và bài tập Điều khiển bằng Điện – Khí nén kết hợp với PLC
Với cách trình bày trên, giúp cho sinh viên có được sự so sánh giữa hai kỹ thuậtđiều khiển: điều khiển đơn thuần bằng khí nén và hệ thống khí nén được điều khiển bằngđiện kết hợp với điều khiển lập trình PLC, từ đó rút ra được những ưu và nhược điểmgiữa hai phương pháp điều khiển này
Song song với việc xây dựng hệ thống bài thực tập như trên, em cùng với sinhviên Phù Quốc Thái, người cùng làm chung một đề tài, đã thiết kế một mô hình tay máygắp sản phẩm ứng dụng khí nén và PLC để điều khiển Đây là một ứng dụng cụ thể trongsản xuất công nghiệp
Do đây là lần đầu tiên em nghiên cứu về lĩnh vực khá mới mẻ này, đồng thời vớikhả năng và quỹ thời gian hạn chế nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót,
em rất mong được sự góp ý của thầy cô và bạn bè để đồ án được tốt hơn
Trang 7CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
BẰNG KHÍ NÉN
A MÁY NÉN KHÍ – THIẾT BỊ PHÂN PHỐI KHÍ NÉN
B CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
C CƠ CẤU CHẤP HÀNH
D THIẾT KẾ MẠCH KHÍ NÉN BẰNG BIỂU ĐỒ KARNAUGH
E CÁC BÀI TẬP ÁP DỤNG
Trang 8A Máy nén khí – Thiết bị phân phối khí nén:
I Máy nén khí:
1) Khái niệm: Máy nén khí là thiết bị tạo ra áp suất khí, ở đó năng
lượng cơ học của động cơ điện hoặc động cơ đốt trong được chuyển đổi thành nănglượng khí nén và nhiệt năng
2) Phân loại:
a Theo áp suất:
Máy nén khí áp suất thấp: p 15 bar
Máy nén khí áp suất cao: p 15 bar
Máy nén khí áp suất rất cao: p 300bar
b Theo nguyên lý hoạt động:
Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích: máy nén khí kiểupittông, máy nén khí kiểu cách gạt, máy nén khí kiểu root, máy nénkhí kiểu trục vít
Máy nén khí tuabin: máy nén khí ly tâm và máy nén khí theo chiềutrục
II Bình trích chứa khí nén:
Khí nén sau khi ra khỏi máy nén khí và được xử lý thì cần phải có một bộ phậnlưu trữ để sử dụng Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ cân bằng áp suất khí nén từ máynén khí chuyển đến trích chứa, ngưng tụ và tách nước
Kích thước bình trích chứa phụ thuộc vào công suất của máy nén khí và côngsuất tiêu thụ của các thiết bị sử dụng, ngồi ra kích thước này còn phụ thuộc vào phươngpháp sử dụng: ví dụ sử dụng liên tục hay gián đoạn
Ký hiệu :
III Mạng đường ống dẫn khí nén:
Mạng đường ống dẫn khí nén là thiết bị truyền dẫn khí nén từ máy nén khí đếnbình trích chứa rồi đến các phần tử trong hệ thống điều khiển và cơ cấu chấp hành
Mạng đường ống dẫn khí nén có thể phân thành 2 loại:
Mạng đường ống được lắp ráp cố định (mạng đường ống trong nhà máy)
Mạng đường ống được lắp ráp di động (mạng đường ống trong dâychuyền hoặc trong máy móc thiết bị)
Trong bộ thí nghiệm, đường ống dẫn khí nén được trang bị cho phép tháo lắp dễdàng và nhanh chóng Nối hệ thống đến các thiết bị bằng cách đơn giản là đẩy ống vàocổng vào (in-let) hay cổng ra (out-let) Tháo ống ra bằng cách một tay đè vào vành tỳ, taykia kéo ống ra
Trang 9B Các phần tử trong hệ thống điều khiển:
I / Khái niệm: Một hệ thống điều khiển bao gồm ít nhất là một mạch điều
khiển vòng hở (Open – loop Control System) với các phần tử sau:
_ Phần tử đưa tín hiệu : nhận những giá trị của đại lượng vật lý như đại lượngvào, là phần tử đầu tiên của mạch điều khiển Ví dụ: van đảo chiều, rơle áp suất
_ Phần tử xử lý tín hiệu: Xử lý tín hiệu nhận vào theo một quy tắc logic nhấtđịnh, làm thay đổi trạng thái của phần tử điều khiển Ví dụ: van đảo chiều, van tiết lưu,van logic OR hoặc AND
_ Cơ cấu chấp hành: thay đổi trạng thái của đối tượng điều khiển, là đại lương
ra của mạch điều khiển Ví dụ: xilanh, động cơ khí nén
II Van đảo chiều:
Van đảo chiều có nhiệm vụ điều khiển dòng năng lượng bằng cách đóng mở haythay đổi vị trí các cửa van để thay đổi hướng của dòng khí nén
1) Ký hiệu của van đảo chiều:
Vị trí của nòng van được ký hiệu bằng các ô vuông liền nhau với các chữ cái o,a,b ,c ,… hay các chữ số 0, 1, 2, …
Hình 2-1 Ký hiệu chuyển đổi vị trí của nòng van
Vị trí ‘không’ là vị trí mà khi van chưa có tác động của tín hiệu bên ngồi vào.Đối với van có 3 vị trí, thì vị trí ở giữa, ký hiệu ‘o’ là vị trí ‘không’ Đối với van có 2 vịtrí thì vị trí ‘không’ có thể là ‘a’ hoặc ‘b’, thông thường vị trí bên phải ‘b’ là vị trí
‘không’
Cửa nối van được ký hiệu như sau: ISO 5599 ISO 1219
Cửa nối với nguồn(từ bộ lọc khí) 1 P
Cửa nối làm việc 2 , 4, 6, … A , B , C, …
Cửa xả khí 3 , 5 , 7… R , S , T…
Cửa nối tín hiệu điều khiển 12 , 14… X , Y …
Trường hợp a là cửa xả khí không có mối nối cho ống dẫn, còn cửa xả khí có mối nối cho ống dẫn khí là trường hợp b.
a o b a b
Hình 2-2 Kí hiệu cửa xả khí
Trang 10Bên trong ô vuông của mỗi vị trí là các đường mũi tên biểu diễn hướng chuyểnđộng của dòng khí nén qua van Khi dòng bị chặn thì được biểu diễn bằng dấu gạchngang.
Ký hiệu và tên gọi của van đảo chiều:
Hình trên là ký hiệu của van đảo chiều 5/2 trong đó:
5 : chỉ số cửa
2 : chỉ số vị trí
Cách gọi tên và ký hiệu của một số van đảo chiều:
2) Tín hiệu tác động:
Tín hiệu tác động vào van đảo chiều có 4 loại là: tác động bằng tay, tác động bằng
cơ học, tác động bằng khí nén và tác động bằng nam châm điện
Tín hiệu tác động từ 2 phía ( đối với van đảo chiều không có vị trí ‘không’) haychỉ từ 1 phía (đối với van đảo chiều có vị trí ‘không’)
a Tác động bằng tay:
Van đảo chiều 2/2 Van đảo chiều 4/2 Van đảo chiều 5/2
Hình 2-4 Các lọai van đảo chiều
Kí hiệu nút nhấn tổng quát Nút bấm
Tay gạt Bàn đạp
10
Cửa xả khí không có mối nối cho ống dẫn
2(A)4(B)
5(S)
1(P)
3(R)
Nối với nguồn khí nén
Cửa xả khí có mối nối
cho ống dẫn
14(Z)
Cửa nối điều khiển 12(Y)Cửa nối điều khiển
Cửa 1nối với cửa 2 Cửa 1nối với cửa 4
Hình 2-3 Kí hiệu các cửa nối của van đảo chiều
Trang 11b Tác động bằng cơ:
c Tác động bằng khí nén:
d Tác động bằng nam châm điện:
Hình 2-5 Tín hiệu tác động 3) Van đảo chiều có vị trí ‘không’:
Van đảo chiều có vị trí ‘không’ là loại van tác động bằng cơ – lò xo và ký hiệu
lò xo nằm ngay vị trí bên cạnh ô vuông phía bên phải của ký hiệu van Tác động lên phíađối diện nòng van là tín hiệu tác động bằng cơ, khí nén hay bằng điện Khi chưa có tínhiệu tác động, vị trí của các cửa nối được biểu diễn trong ô vuông phía bên phải đối vớivan đảo chiều 2 vị trí Còn đối với van đảo chiều 3 vị trí thì vị trí ‘không’ nằm ở giữa
Ví dụ : Van đảo chiều 2/2 tác động bằng nam châm điện:
Trực tiếp bằng dòng khí nén vào Trực tiếp bằng dòng khí nén ra Trực tiếp bằng dòng khí nén vào với đường kính 2 đầu nòng van khác nhau Gián tiếp bằng dòng khí nén ra qua van phụ trợ
*
Trực tiếp Bằng nam châm điện và van phụ trợ Tác động theo cách hướng dẫn cụ thể
R
1 0PY
Đầu dò
Cữ chặn bằng con lăn , tác động 2 chiều
Cữ chặn bằng con lăn , tác động 1 chiều
Lò xo Nút nhấn có rãnh định vị
Trang 12Hình 2-6 Van đảo chiều 2/2
Van có 2 cửa P và R, 2 vị trí 0 và 1 Tại vị trí 0, cửa P và R bị chặn Khi cuộn Y
có điện, từ vị trí 0 van chuyển sang vị trí 1, cửa P nối với cửa R Khi cuộn Y mất điện, dotác động của lò xo phía đối diện, van sẽ quay trở về vị trí ban đầu
4) Van đảo chiều không có vị trí ‘không’:
Khi không có tín hiệu tác động lên đầu nòng van nữa, thì vị trí của van vẫn được
giữ nguyên đợi tín hiệu tác động từ phía nòng van đối diện Vị trí tác động kí hiệu a , b,
Ví dụ: Van trượt đảo chiều 3/2 tác động bằng nam châm điện.
Hình 2-7 Van trượt đảo chiều 3/2
Khi cuộn Y1 có điện thì cửa P nối với cửa A, cửa R bị chặn Khi cuộn Y2 cóđiện thì cửa A nối với cửa R còn cửa P bị chặn
1) Van một chiều: Van một chiều có tác dụng chỉ cho dòng khí nén đi qua một
chiều( từ A qua B) , chiều ngược lại bị chặn
Trang 132) Van logic OR: Khi có dòng khí nén vào từ P1 thì cửa P2 bị chặn và cửa P1
nối với cửa A Ngược lại khi dòng khí nén vào P2 thì cửa P1 bị chặn, cửa P2nối với cửa A
Ký hiệu :
Hình 2-9 Ký hiệu van logic OR
3) Van logic AND: Khi có dòng khí nén vào P1 thì P1 bị chặn, và ngược lại
khi có dòng khí nén vào P2 thì P2 bị chặn Chỉ khi nào cả P1 và P2 có dòngkhí nén vào thì mới có khí nén qua cửa A
Ký hiệu:
Hình 2-10 Ký hiệu van logic AND
4) Van xả khí nhanh: Khi dòng khí nén vào cửa P, chắn cửa R, cửa P nối với
cửa A Khi dòng khí nén vào từ A, cửa P bị chặn, cửa A nối với cửa R, khíđược xả nhanh ra ngồi
Ký hiệu:
Hình 2-11 Ký hiệu van xả khí nhanh
IV Van tiết lưu:
Van tiết lưu có nhiệm vụ thay đổi lưu lượng dòng khí nén, có nghĩa là thay đổivận tốc của cơ cấu chấp hành
1) Van tiết lưu có tiết diện không đổi: Khe hở của van có tiết diện không thay
đổi, do đó lưu lượng dòng chảy không thay đổi
Ký hiệu:
Hình 2-12 Van tiết lưu có tiết diện không thay đổi
2) Van tiết lưu có tiết diện thay đổi: Lưu lượng dòng chảy qua van thay đổi
được nhờ vào một vít điều chỉnh làm thay đổi tiết diện của khe hở
Trang 14Ký hiệu:
Ký hiệu chung Có mối nối ren Không có mối nối ren
Hình 2-13 Van tiết lưu có tiết diện thay đổi
3) Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay: Nguyên lý hoạt động tương tự
như van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay, tuy nhiên dòng khí nén chỉ
có thể đi một chiều từ A qua B , chiều ngược lại bị chặn
Ký hiệu :
Hình 2-14 Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay
4) Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng cữ chặn: Dòng khí nén chỉ có thể
đi một chiều từ A sang B, tùy vào vị trí của cữ chặn mà tiết diện của khe hởcủa van thay đổi, làm cho lưu lượng dòng chảy thay đổi
Ký hiệu :
Hình 2-15 Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng cữ chặn
V Van áp suất:
1) Van an tồn: Bình thường khi áp suất nhỏ hơn hoặc bằng áp suất cho phép,
cửa R bị chặn, nhưng khi áp suất lớn hơn áp suất cho phép, cửa R mở ra, khínén từ cửa P theo cửa R thốt ra ngồi
AP(1)
Trang 15Hình 2-17 Van tràn
3) Van áp suất điều chỉnh từ xa : Nguyên lý hoạt động của van áp suất điều
chỉnh từ xa: khi có tín hiệu áp suất Z tác động gián tiếp qua van tràn, cửa Pnối với cửa A
Hình 2-18 Van áp suất điều chỉnh từ xa
VI Van chân không:
Van chân không là bộ phận có nhiệm vụ hút và giữ chi tiết bằng lực hút chân
không Chân không được tạo ra bằng bơm chân không hay bằng nguyên lý ống Ventury.
Khí nén với áp suất p trong khoảng từ 1,5bar – 10bar sẽ theo ống Ventury theo cửa Rthốt ra ngồi Tại phần cuối ống Ventury, chân không sẽ được tạo thành (cửa nối U)
Pu : áp suất không khí tại cửa U (N/m2)
VII Cảm biến bằng tia:
u
a P P
Trang 16Cảm biến bằng tia thuộc loại cảm biến không tiếp xúc, nguyên tắc hoạt độngdựa vào dòng khí nén Có 3 loại:
1) Cảm biến bằng tia rẽ nhánh: Dòng khí nén vào cửa P, nếu không có vật
cản thì áp suất sẽ đi thẳng, nếu có vật cản thì dòng khí nén sẽ rẽ nhánh quacửa X
Ký hiệu:
Hình 2-19 Cảm biến bằng tia rẽ nhánh
2) Cảm biến bằng tia phản hồi: Dòng khí nén đi vào cửa P, nếu không có vật
cản, tín hiệu phản hồi X=0, nếu có vật cản, X=1
Ký hiệu:
Hình 2-20 Cảm biến bằng tia phản hồi
3) Cảm biến bằng tia qua khe hở: Cảm biến bằng tia qua khe hở gồm 2 bộ
phận: bộ phận phát và bộ phận nhận Bộ phận phát và bộ phận nhận có cùng
áp suất p khoảng 150 mbar Nhưng trong một số ứng dụng, áp suất của bộphận phát có thể là 4 bar và áp suất của bộ phận nhận là 0,5 bar Trục của cơcấu phát và cơ cấu nhận phải lắp ráp thật đồng tâm
Ký hiệu:
Hình 2-21 Cảm biến bằng tia qua khe hở
VIII Thiết kế – Biểu diễn biểu đồ trạng thái:
Để biểu diễn chi tiết chu trình hoạt động của các nhóm trong hệ thống điều khiểnđiện – khí nén người ta thường sử dụng biểu đồ trạng thái Thông qua biểu đồtrạng thái, chúng ta hình dung rõ ràng và hình tượng hơn chuyển động của từngnhóm và mối quan hệ giữa chúng với nhau qua từng bước họat động
Biểu đồ trạng thái biểu diễn các phần tử trong mạch, mối liên hệ giữa các phần tử
Trang 17các bước Sự thay đổi trạng thái trong các bước thực hiện biểu diễn bằng nét đậm.
Sự liên kết các tín hiệu được biểu diễn bằng các đường nét nhỏ
Ký hiệu biểu diễn trong biểu đồ trạng thái:
Hình 2-22 Ký hiệu biểu diễn biểu đồ trạng thái
C Cơ cấu chấp hành:
I Yêu cầu:
Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi năng lượng khí nén thành năng lượng cơhọc Cơ cấu chấp hành có thể thực hiện chuyển động thẳng (xilanh) hoặc chuyển độngquay (động cơ khí nén)
II Xilanh:
1) Xilanh tác dụng đơn (xilanh tác dụng một chiều) : Áp lực khí nén chỉ tác
dụng vào một phía của xilanh, phía còn lại là do ngoại lực hay lò xo tácdụng
Ký hiệu:
b a
A T
Phần tử tín hiệu tác động bằng cơ
Liên kết AND Liên kết OR Tín hiệu rẽ nhánh
Trang 18Hình 2-23 Xilanh tác dụng đơn
a chiều tác dụng ngược lại do ngoại lực
b chiều tác dụng ngược lại do lò xo
2) Xilanh tác dụng 2 chiều (xilanh tác dụng kép): Áp suất khí nén được dẫn
vào 2 phía của xilanh, do yêu cầu điều khiển mà xilanh sẽ đi vào hay đi ratùy thuộc vào áp lực khí nén vào phía nào
Ký hiệu:
Hình 2-24 Xilanh tác dụng kép 3) Xilanh quay :
Hình biểu diễn biểu tượng của xilanh quay Hai ngõ vào điều khiển để điềukhiển piston có răng di chuyển qua lại Khi cần piston di chuyển sẽ ăn khớp với một bánhrăng làm bánh răng quay Trục bánh răng sẽ được dùng để gắn cơ cấu chuyển động
Ký hiệu :
Hình 2-25 Xilanh quay 4) Xilanh trượt:
Xilanh trượt là loại xilanh không có cần piston, có chiều dài chỉ bằng một nửa sovới xilanh có cần piston
Ký hiệu :
Hình 2-26 Xilanh trượt
III Động cơ khí nén:
Động cơ khí nén có nhiệm vụ biến đổi năng lượng của khí nén thành năng lượng
cơ học (chuyển động quay)
Động cơ khí nén có những ưu điểm sau:
_ Điều chỉnh được momen quay và số vòng quay
Kí hiệu chung
Kí hiệu theo yêu cầu đặc biệt
Trang 19_ Số vòng quay cao và điều chỉnh vô cấp
_ Không hư hỏng khi quá tải
_ Giá thành bảo dưỡng thấp
Nhược điểm:
_ Giá thành năng lượng cao
_ Số vòng quay thay đổi theo tải trọng
_ Gây tiếng ồn lớn khi xả khí
Ký hiệu:
Hình 2-27 Ký hiệu động cơ khí nén
a Động cơ quay một chiều
b Động cơ quay hai chiềuĐộng cơ khí nén trong thực tế có các loại sau đây:
D Thiết kế mạch khí nén bằng biểu đồ Karnaugh:
Đối với sinh viên ngành điện, trong môn học kỹ thuật số, phương pháp bìaKarnaugh là một phương pháp rất quen thuộc
Trong lĩnh vực điều khiển bằng khí nén, phương pháp bìa Karnaugh cũng được
sử dụng để thiết kế mạch điều khiển Nhìn chung, cách thức sử dụng bìa Karnaugh đểđơn giản hàm hồn tồn tương tự như trong kỹ thuật số Tuy nhiên để thiết kế được mộtmạch khí nén bằng phương pháp bìa Karnaugh cần phải tuân thủ những bước sau đây:
1) Xác định biến:
Từ yêu cầu điều khiển cụ thể, ta liệt kê tất cả các cơ cấu chấp hành sẽ được sửdụng Với mỗi cơ cấu chấp hành, ta gán cho chúng những biến, đó chính là các công tắccuối hành trình của cơ cấu chấp hành đó Các công tắc hành trình này sẽ tác động cho cơcấu chấp hành hoạt động
Ví dụ: Trong một hệ thống điều khiển có 2 cơ cấu chấp hành A và B như hình
Trang 20Như vậy ta có 4 biến như sau : a1 , a2 , b1 , b2 là các tiếp điểm hành trình.
2) Thiết lập biểu đồ trạng thái:
Phương pháp thiết lập biểu đồ trạng thái đã được nêu ở phần B mục VIII Dựavào biểu đồ trạng thái ta sẽ liệt kê các bước thực hiện và ứng với từng bước là các biếntác động Từ đó ta xây dựng các hàm chuyển động của cơ cấu chấp hành
Ví dụ :
3) Thiết lập phương trình logic và các điều kiện thực hiện:
Sau khi đã liệt kê các biến, ta viết hàm chuyển động cho các cơ cấu chấp hànhbằng cách lấy tích các biến gây nên chuyển động đó
4) Thiết lập biểu đồ Karnaugh và đơn giản hàm:
Phương pháp thiết lập biểu đồ Karnaugh và đơn giản hàm hồn tồn tương tự nhưtrong kỹ thuật số
Sau khi đã có hàm điều khiển, ta sử dụng các van chức năng cũng như van logic
để thành lập mạch điều khiển cho cơ cấp chấp hành
Những vấn đề nêu trên sẽ được sáng tỏ hơn khi thực hiện việc thiết kế nhữngmạch khí nén trong phần bài tập
E Các bài tập áp dụng : (trang sau)
Trang 21 Kết nối và điều chỉnh van tiết lưu một chiều.
Kết nối đồng hồ áp suất để đo áp suất
II Mô tả yêu cầu điều khiển:
Khi phát hiện một sản phẩm bị lỗi trên băng tải , người công nhân sẽ tác độnglên một nút nhấn, khi đó, xilanh 1.0 đi ra đẩy sản phẩm này sang một băng tải khác Sựchuyển động về phía trước của xilanh tác dụng đơn mất 0,4s Khi thả nút nhấn ra, pistonlập tức trở lại vị trí ban đầu Hai áp kế được gắn phía trước và phía sau van điều chỉnh ápsuất để kiểm tra áp suất trong quá trình xilanh chuyển động
Hình 2-28 Thiết bị phân loại
III Tiến trình thí nghiệm:
Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình họat động của xilanh ở dạngđơn giản nhất (không có đường tín hiệu)
Từ biểu đồ trạng thái, hãy thiết kế mạch khí nén
Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm
Lắp ráp các thiết bị lên bàn thí nghiệm theo mạch đã thiết kế
Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí
Kiểm tra lại mạch trước khi cho họat động
Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch họat động
Kiểm tra họat động của mạch và giải thích nguyên lý họat động
Điều chỉnh van tiết lưu một chiều và nhận xét về cách thức hoạt động của xilanh
Ghi nhận các giá trị áp suất tại các áp kế, có nhận xét gì về mối quan hệ giữa áp suất
và vận tốc của xilanh Đảo chiều van tiết lưu, nêu nhận xét
Trang 22 Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ.
Trang 233 Thiết bị sử dụng :
_ 1 van 3/2 tác động bằng tay (nút nhấn)
_ 1 van tiết lưu một chiều
_ 1 xilanh tác dụng đơn
4 Nguyên lý họat động của mạch:
Khi nhấn nút nhấn 1.1, van đảo chiều 3/2 bị tác động làm cho cửa 1 nối vớicửa 2, cung cấp khí cho xilanh tác dụng đơn 1.0 làm xilanh đi ra thơng qua van tiếtlưu một chiều Trong quá trình chuyển động đi ra, vận tốc của xilanh phụ thuộc vào ápsuất trong lịng xilanh Aùp suất này được điều chỉnh bằng van tiết lưu và được hiểnthị bằng áp kế
Nếu áp suất càng cao, xilanh chuyển động càng nhanh
Nếu áp suất càng thấp, xilanh chuyển động càng chậm
Khi thả nút ấn 1.1, cửa 1 bị chận, cửa 2 nối với cửa 3 Lực của lị xo làmxilanh 1.0 lập tức lùi về xả khí qua cửa 3 mà khơng phụ thuộc vào vị trí của nút điềuchỉnh trên van tiết lưu
Từ đây ta cĩ nhận xét là van tiết lưu một chiều chỉ cĩ tác dụng điều chỉnh lưu lượngmột chiều, chiều ngược lại khơng bị tác dụng
Trang 24BÀI TẬP 2
KIỂM TRA BƯU PHẨM
I Mục đích – yêu cầu:
Khảo sát xilanh tác dụng đơn
Sử dụng van 3/2 tác dụng bằng tay (nút nhấn) với đường khí nén tác động ở vị tríbình thường (không tác động vào van)
Tìm hiểu chức năng của van xả khí nhanh
II Mô tả yêu cầu điều khiển:
Có một thiết bị kiểm tra bưu phẩm bằng tia X
Khi nhấn một nút nhấn, xilanh 1.0 có gắn một khay trên đầu piston sẽ nhanhchóng lùi về, nhận bưu phẩm từ băng tải Sau khi thả nút nhấn ra, xilanh nâng bưu phẩmlên để kiểm tra trong khỏang thời gian t=0.9s Sau khi kiểm tra xong, bưu phẩm được lấyđi
Hình 2-29 Thiết bị kiểm tra bưu phẩm
III Tiến trình thí nghiệm:
Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình họat động của xilanh ở dạngđơn giản nhất (không có đường tín hiệu)
Từ biểu đồ trạng thái, hãy thiết kế mạch khí nén
Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm
Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch trước khi tiến hành lắp ráp mạch
Lắp ráp các thiết bị lên bàn thí nghiệm theo mạch đã thiết kế
Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí
Kiểm tra lại mạch trước khi cho họat động
Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch họat động
Điều chỉnh van tiết lưu một chiều để thời gain đi ra của xilanh là 0,9s
Nếu thay van 3/2 điều khiển bằng tay trong bài tập này bằng van 3/2 trong bài tập 2thì xilanh A sẽ hoạt động như thế nào Vì sao ?
Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ
IV Kết luận:
Trang 25_ Bài thí nghiệm này có một cách thức hạot động của cơ cấu chấp hành hồn tồnmới Vị trí ban đầu của xilanh là đi ra, khác với thông thường là lùi về.
Trang 263 Thiết bị sử dụng:
_ 1 van 3/2 tác động bằng tay (nút nhấn) có dòng khí tác động ở vị trí bìnhthường
_ 1 van tiết lưu một chiều
_ 1 van xả khí nhanh
_ 1 xilanh tác dụng đơn
4 Nguyên lý họat động của mạch:
Khi nhấn nút nhấn 1.1, van đảo chiều 3/2 bị tác động làm mất nguồn cungcấp khí nén cho xilanh 1.0 Lập tức xilanh 1.0 lùi về rất nhanh thông qua van xả khínhanh
Khi thả nút ấn 1.1, cửa 1 thông với cửa 2 và qua van tiết lưu một chiều,xilanh 1.0 từ từ đi ra Vận tốc của xilanh 1.0 tùy thuộc vào vị trí điểu chỉnh của vantiết lưu một chiều
Giả sử thay van 3/2 trong bài tập này bằng van 3/2 trong bài tập 2 thì qúa trình họatđộng của xilanh 1.0 sẽ ngược lại
Khi nhấn nút nhấn thì xilanh 1.0 sẽ đi ra thông qua van tiết lưu một chiều, khi thả nútnhấn, do mất nguồn khí cung cấp cho xilanh, xilanh 1.0 sẽ lùi về nhanh thông quavan xả khí nhanh
Trang 27 Khảo sát xilanh tác dụng đơn, xilanh tác dụng kép.
Điều khiển gián tiếp thông qua van điều khiển cuối cùng
Điều khiển gián tiếp bằng hàm AND của tín hiệu ngõ vào
Ưùng dụng của công tắc hành trình van 3/2
II Mô tả yêu cầu điều khiển:
Thiết bị cắt dùng để cắt những tờ giấy lớn thành những tờ nhỏ
Bằng cách nhấn cùng lúc 2 nút nhấn, không cần giữ tay, lưỡi dao cắt lập tức đixuống và cắt giấy Sau khi cắt xong, lưỡi dao tự động lùi về vị trí ban đầu
Hình 2-30 Thiết bị cắt
III Tiến trình thí nghiệm:
Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh
Từ biểu đồ trạng thái và yêu cầu điều khiển, hãy thiết kế mạch khí nén
Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm
Từ sơ đồ nguyên lý, hãy giải thích nguyên lý họat động của mạch
Lắp ráp các thiết bị lên bàn thí nghiệm theo mạch đã thiết kế
Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí
Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động
So sánh hoạt động của mạch thực tế và nguyên lý hoạt động vừa nêu
Nếu thay đổi vị trí của công tắc hành trình, thì hoạt động có thay đổi không ?Nêu tác dụng của công tắc hành trình
Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ
Trang 294 Nguyên lý hoạt động của mạch:
Khi đồng thời nhấn 2 nút nhấn 1.0 và 1.1, thông qua van AND 2.0 tác độngvào van điều khiển 2.1 làm xilanh 3.0 đi ra
Sau đó xilanh 3.0 chạm vào công tắc hành trình 1.3 làm đảo chiều van 2.1 vàxilanh 3.0 lùi về vị trí ban đầu chờ tín hiệu tác động kế
Khi ta thay đổi vị trí của công tắc hành trình trong phạm vi giới hạn của pistonxilanh, thì xilanh sẽ quay trở về tại vị trí đặt công tắc hành trình
Như vậy công tắc hành trình có nhiệm vụ kiểm sốt hành trình của cơ cấu chấp hành
Trang 30BÀI TẬP 4
ĐIỀU KHIỂN BĂNG TẢI
I Mục đích – yêu cầu:
Khảo sát xilanh tác dụng đơn, xilanh tác dụng kép
Ứng dụng của công tắc hành trình van 3/2 trong điều khiển băng tải bằng sự dao độngcủa cần piston
II Mô tả yêu cầu điều khiển:
Sử dụng băng tải để vận chuyển các thùng hàng, sự di chuyển của băng tải docần piston điều khiển
Bằng cách nhấn một nút nhấn, bánh xe sẽ truyền động cho băng tải bằng sự daođộng của cần piston thông qua một chốt chặn
Hình 2-31 Điều khiển băng tải
III Tiến trình thí nghiệm:
Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh
Lắp ráp các thiết bị lên bàn thí nghiệm theo hình vẽ
Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí
Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động
Quan sát hoạt động của mạch, kiểm tra lại biểu đồ trạng thái vừa vẽ
Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch
Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ
Trang 31V Bài giải:
1 Biểu đồ trạng thái:
2 Nguyên lý hoạt động của mạch:
Tại vị trí ban đầu, khi nút nhấn 1.4 chưa tác động, công tắc hành trình S1 bịchận Khi nhấn nút 1.4, cùng với S1, qua van AND 1.2 làm cho van 1.1 đảo chiều,xilanh 1.0 đi ra
Xilanh 1.0 đi ra chạm vào công tắc hành trình S2 tác động lên van đảo chiều1.1 làm xilanh lùi về Khi lùi về, piston lại tiếp tục chạm vào công tắc hành trình S1 vàxilanh lại đi ra Quá trình cứ tiếp tục như vậy, xilanh 1.0 liên tục dao động điều khiểnbăng tải chuyển động cho đến khi tác động vào nút nhấn 1.4 thì piston mới ngừng daođộng
Trang 32 Sự hoạt động của van 5/2 có vị trí ‘không’ (hồi phục bằng lò xo).
Ưùng dụng của van logic AND
Tìm hiểu sự tác động của cổng AND lên phần tử điều khiển
II Mô tả yêu cầu điều khiển:
Bằng cách nhấn cùng lúc 2 nút nhấn, xilanh 1.0 đi xuống cùng với hàm tạo dáng
và dập lên miếng kim loại
Khi thả một trong hai nút nhấn ( hoặc cả 2 ), xilanh tác dụng kép lùi về chậmhơn tốc độ lúc đi ra
Hình 2-32 Thiết bị dập tạo dáng
Trang 33III Tiến trình thí nghiệm:
Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh
Lắp ráp các thiết bị lên bàn thí nghiệm theo hình vẽ
MẠCH KHÍ NÉN:
Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí
Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động
Quan sát hoạt động của mạch, kiểm tra lại biểu đồ trạng thái vừa vẽ
Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch
Tại sao phải gắn một van xả khí nhanh (1.04) tại vị trí đó, giải thích ?
Bây giờ ta đảo chiều của van tiết lưu một chiều được không ? Như vậy cócòn đúng với yêu cầu điều khiển không ? Vì sao ?
Tại sao phải sử dụng van logic AND tại vị trí đó ?
Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ
IV Bài giải:
1 Biểu đồ trạng thái:
2 Nguyên lý hoạt động của mạch:
Khi đồng thời nhấn 2 nút nhấn 1.2 và 1.4, thông qua van AND 2.0 tác độngvào van điều khiển 1.1 làm van đảo chiều làm cho nguồn khí qua van tiết lưu 1 chiềutác động lên ngõ vào của xilanh làm xilanh 1.0 đi ra
Trang 34 Vì van tiết lưu một chiều gắn theo chiều ngược của dòng khí nén nên không
có tác dụng tiết lưu và van xả khí nhanh gắn như vậy nên khí từ xilanh đi ra sẽ quavan xả khí nhanh thốt ra ngồi không khí
Khi thả một trong hai nút nhấn 1.2 hoặc 1.4 hoặc cả hai, van AND mấtnguồn tác động ngõ vào và như vậy ngõ ra không có khí Van đảo chiều bị lò xo hồiphục trở về vị trí ban đầu Như vậy xilanh 1.0 lùi về nhưng do van tiết lưu làm chovận tốc của xilanh chậm lại
Nếu ta đảo chiều van tiết lưu 1.03 thì xilanh khi đi ra sẽ đi từ từ và như vậy van xảkhí nhanh mất tác dụng Khi lùi về, xilanh sẽ lùi về nhanh do đường đi của khí ngượcchiều với van tiết lưu 1.03 Và như vậy hồn tồn trái ngược với yêu cầu điều khiển
Ta sử dụng van logic AND kết hợp với 2 nút nhấn 1.2 và 1.4 vì mục đích an tồn laođộng
Giả sử người điều khiển dùng một tay nhấn nút mà tay kia chưa kịp lấy ra thì hệthống không thể hoạt động được Chỉ khi nào người điều khiển dùng cả 2 tay nhấn nút thì
hệ thống mới hoạt động được
Trang 35 Ứng dụng của van logic OR.
Nhận xét sự khác nhau giữa liên kết OR và liên kết AND
Ứng dụng của công tắc hành trình van đảo chiều 3/2
II Mô tả yêu cầu điều khiển:
Một thiết bị chia khoảng trên thước, mỗi khoảng cách là 200mm và độ chiađược đánh bằng một dấu đỏ
Bằng cách nhấn một trong hai nút nhấn, xilanh 1.0 đi ra Trên bàn điều khiển cómột nút nhấn dừng nhưng chỉ khi nào xilanh đi hết hành trình của nó thì nút dừng mới cótác dụng, vì khi đó máy đóng vạch mới đóng được vạch trên thước được
Hình 2-33 Máy công tác
III Tiến trình thí nghiệm:
Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanhvới đầy đủ tín hiệu tác động
Lắp ráp các thiết bị lên bàn thí nghiệm theo hình vẽ
Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí
Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động
So sánh hoạt động của mạch và biểu đồ trạng thái vừa vẽ
Quan sát hoạt động của mạch, kiểm tra lại biểu đồ trạng thái vừa vẽ
Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch
Giải thích sự khác nhau giữa van 5/2 không có vị trí ‘không’ và van 5/2 có
vị trí ‘không’ ? Nếu ta thay thế van 5/2 có vị trí ‘không’ vào mạch này đượckhông ? Như vậy có đúng với yêu cầu điều khiển nữa không ?
Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ
Trang 36T 1.3
Trang 372 Nguyên lý hoạt động của mạch:
Khi ít nhất một trong 2 nút nhấn 1.2 hoặc 1.4 được nhấn, thông qua vanlogic OR tác động vào van điều khiển 1.1 làm van đảo chiều làm cho nguồn khí tácđộng lên ngõ vào của xilanh qua van tiết lưu 1 chiều 1.02 ở ngõ ra làm xilanh 1.0 từ từ
Van 5/2 có vị trí ‘không’ chỉ có một ngõ vào tác động khí , ngõ còn lại do lò xo hồiphục, như vậy khi mất nguồn khí nén, van lập tức trở về vị trí ban đầu
Còn van 5/2 không có vị trí ‘không’ sẽ không hồi phục trở về mà sẽ giữ nguyên vịtrí chờ sự tác động khí từ phía đối diện
Trong bài này ta không thể sử dụng van đảo chiều 5/2 có vị trí ‘không’ vì họat độngcủa nó sẽ điều khiển cơ cấu chấp hành họat động không đúng với yêu cầu điều khiển
Trang 38BÀI TẬP 7
ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC VÀ CHIỀU QUAY CỦA ĐỘNG CƠ
I Mục đích – yêu cầu:
Khảo sát sự hoạt động của động cơ khí nén
Ứng dụng của van 5/2 trong việc thay đổi chiều quay của động cơ
Ứng dụng của van tiết lưu một chiều trong việc thay đổi tốc độ của động cơ
II Tiến trình thí nghiệm:
Lắp ráp các thiết bị lên bàn thí nghiệm theo hình vẽ
MẠCH KHÍ NÉN:
Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí
Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động
Nhấn các nút nhấn để quan sát động cơ đảo chiều
Điều chỉnh các van tiết lưu một chiề để xem sự thay đổi tốc độ của động cơ
Ta thay van đảo chiều 5/2 bằng van đảo chiều 4/2 được không ? Tại sao ?
Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ
III Bài giải:
Ta cũng có thể thay van đảo chiều 5/2 bằng van đảo chiều 4/2 vì van 4/2 cũng có mộtcửa xả và một cửa vào khí nén Mạch vẫn hoạt động theo đúng nguyên lý của động
cơ khí nén
Trang 39 Sự hoạt động của thiết bị điều chỉnh áp suất để giới hạn lực của piston.
Khảo sát sự hoạt động của Relay thời gian tác động chậm
Khảo sát hoạt động của van áp suất điều khiển xa
II Mô tả yêu cầu điều khiển:
Một thiết bị hàn chi tiết dạng hình trụ như hình vẽ
Khi nhấn một nút nhấn, xilanh 1.0 đi xuống nhanh Áp lực tối đa của xilanh đặt
ở 4bar (=400kPa) thông qua thiết bị điều chỉnh áp suất và áp kế
Khi piston đi ra, áp suất tối thiểu mà piston phải đạt được là 3bar (=300kPa) vàxilanh phải đi hết hành trình của nó thì xilanh mới quay về
Thời gian đi xuống của xilanh là t1=3s được điều chỉng bằng van tiết lưu Saukhi lùi về, thời gian cho phép khởi động lại của xilanh là 2s từ khi lùi về
Hình 2-34 Thiết bị hàn ống
III Tiến trình thí nghiệm:
Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh1.0 với đầy đủ tín hiệu tác động
Từ sơ đồ mạch khí nén cho dưới đây, hãy giải thích nguyên lý hoạt động củamạch So sánh nguyên lý họat động của mạch và biểu đồ trạng thái
Lắp ráp các thiết bị lên bàn thí nghiệm theo hình vẽ
MẠCH KHÍ NÉN:
Trang 40 Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí.
Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động
So sánh hoạt động của mạch và nguyên lý hoạt động vừa phát biểu
Giải thích sự khác nhau về hoạt động của mạch khi tác động vào van 1.2 vàvan 1.4
Có nhận xét gì về cách mắc nối tiếp giữa công tắc hành trình 1.3 và van ápsuất điều khiển xa ? Có thể thay đổi cách mắc trên bằng phương pháp xâydựng mạch nào ?
Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ
IV Bài giải: