Cấu trúc hệ thống điều khiển điện – khí nén – thủy lực

- Tín hiệu tác động nam châm điện: + Thường được lấy theo tên chức năng của xylanh khí nén.. + Dấu “+“ minh họa tín hiệu điều khiển để piston duỗi ra, còn dấu “-“ thì ngược lại minh họa

Cấu trúc hệ thống điều khiển điện – khí nén – thủy lực

Một hệ điều khiển điện – khí nén hay điện – thủy lực cũng được chia làm 2 phần: Mạch thiết bị điều khiển và đối tượng điều khiển

Mạch động lực

Pdl

A-a0 a1 Xylanh A

Pdl

B-b0 b1 Xylanh B

Pdl

C-c0 c1 Xylanh C

- Cơ cấu chấp hành là các xylanh khí nén thực hiện các dịch chuyển tịnh tiến

- Dẫn dòng khí nén cấp cho các khoang của xylanh là các van đảo chiều điều khiển bằng điện

- Tín hiệu tác động nam châm điện:

+ Thường được lấy theo tên chức năng của xylanh khí nén

+ Dấu “+“ minh họa tín hiệu điều khiển để piston duỗi ra, còn dấu “-“ thì ngược lại minh họa tín hiệu điều khiển để piston lùi về

- Nguồn khí nén được biểu diễn bởi ký hiệu một hình tròn có một dấu chấm đen ở giữa

Mạch điều khiển

a0 c0 Start K6

K2

K1 (A+)

K1 a1

K1

K3

K2 (B+)

K2 b1

K2

K4

K3 (B-)

K3 b0

K3

K5

K4 (A-)

K4 a0

K4

K6

K5 (C+)

K5 c1

K5

K1

K6 (C-)

K6 Set

K7

K7

K7

K1

K4

A+

K4

K1

A-K2

K3

B+

K3

K2

B-K5

K6

C+

K6

K5

C-Mạch điều khiển biểu diễn

theo sơ đồ một sợi:

+ Sợi trên biểu diễn nguồn

dương (mang dấu +), nguồn

dưới biểu diễn nguồn âm hay

0V Nếu là nguồn xoay chiều thì

dây trên biểu diễn pha lửa, dây

dưới biểu diễn pha mass (GND)

+ Các tiếp điểm của rơ le, công

tắc hành trình, nút nhấn, cảm

biến có hai dạng là thường đóng

và thường mở:

+ Tiếp điểm của các rơ le thời

gian đóng chậm, mở chậm:

+ Cuộn hút của các rơ le:

+ Cuộn hút của rơle thời gian:

+ Cuộn hút của các nam châm

điện:

Mạch điều khiển

Mạch điều khiển biểu diễn theo sơ đồ bậc thang:

+ Dây bên trái biểu diễn nguồn dương hay là pha lửa (đối với nguồn xoay chiều) còn dây bên phải biểu diễn nguồn âm, 0V hay GND

+ Cuộn hút của rơ le:

+ Cuộn hút của rơle thời gian:

+ Cuộn hút của các nam châm điện :

+ Tiếp điểm của nút nhấn:

+ Tiếp điểm của rơle điều khiển, rơle thời gian :

+ Tiếp điểm của các công tắc, cảm biến :

Phương pháp thiết kế theo Nguyên tắc tầng

Nguyên tắc thành lập tầng:

- Trong một thời điểm chỉ có một tầng có điện, không tồn tại đồng thời hai hay nhiều tầng đồng thời có điện.

- Các tầng có điện lần lượt từ tầng một đến tầng cuối cùng khi kết thúc các bước thực hiện trong chu trình.

Mạch chức năng tạo 3 tầng Mạch chức năng tạo 4 tầng

Phương pháp thiết kế theo Nguyên tắc tầng

Ví dụ: thiết kế mạch điều khiển cho khâu vận chuyển sản phẩm

Hai xilanh được sử dụng để

vận chuyển phôi liệu từ thùng

chứa đến một máng trượt Khi

nhấn nút khởi động thì xylanh

A sẽ đẩy phôi ra khỏi thùng

chứa và xylanh B tiếp tục đẩy

phôi xuống máng trượt Sau

đó piston của xylanh A lùi về

vị trí ban đầu, rồi xylanh B

cũng lùi về vị trí ban đầu, và

quy trình mới lại lặp lại như

vậy.

a0 a1

b0 b1

Phương pháp thiết kế theo Nguyên tắc tầng

Ví dụ: thiết kế mạch điều khiển cho khâu vận chuyển sản phẩm

a0 a1

b0 b1

B-a1

b0 b1

a0

Tín hiệu tác động A+ lấy trực tiếp từ tầng I : A+ = TI

Tín hiệu tác động A- được điều khiển trực tiếp từ tầng TII : A- = TII

Tín hiệu B+ được cấp trực tiếp từ công tắc hành trình a1 qua nguồn cung cấp lấy

từ TI : B+ = a1.TI

Tín hiệu B- được cấp trực tiếp từ công tắc hành trình a0 qua nguồn cung cấp lấy

từ TII : B- = a0.TII

Tín hiệu e2 tác động kết thúc chu trình tầng II sẽ được cấp qua công tắc hành

trình b0 và nút ấn tác động : e2 = b0.TII

Tín hiệu kết thúc tầng 1 được cấp bởi tín hiệu từ công tắc hành trình b1 lấy nguồn trực tiếp từ TI : e1 = b1

Phương pháp thiết kế theo Nguyên tắc tầng

Ví dụ: thiết kế mạch điều khiển cho khâu vận chuyển sản phẩm

A+ = TI

A- = TII

B+ = a1.TI

B- = a0.TII

e2 = b0.TII

e1 = b1

B

A

+

Start

K2

K1 K1

K1

K1

K1

K2 K2

K2

A B

a1 a0

-Phương pháp thiết kế theo Nguyên tắc tầng

Bài tập luyện tập:

1) Start, A+, A-, B+, B-.

2) Start , A+, B+/C+, B-, A-, C-.

3) Start, A+, B+, B-, A-, B+, B-.

4) Start, A+, B+, B-, A-, C+, C-.

5) Start, A+, A-, B+, C+, B-, C-.

Phương pháp thiết kế theo Nguyên tắc nhịp

Nguyên tắc điều khiển nhịp

+ Trình tự thực hiện các nhịp phải tuần tự từ nhịp đầu tiên đến nhịp cuối cùng, nhịp cuối cùng sẽ tác động cho quy trình trở về vị trí ban đầu.

+ Nhịp tác động có tác dụng xoá chức năng của nhịp phía trước đồng thời chuẩn bị cho nhịp sau tác động.

+ Mỗi nhịp đều có mạch tự duy trì

24VDC

Pb1

K1

B+

K2 a1

K2

K3

A-K2

K1

K1

K3

b1

K3 K2

K4

b0

B-K3

0 V

Phương pháp thiết kế theo Nguyên tắc nhịp

Ví dụ: Thiết kế mạch đk cho máy khoan

Khi nhấn nút Start, xylanh A được điều khiển

duỗi ra để đẩy chi tiết gia công từ khay vào vị

trí bệ khoan, đồng thời nó được giữ tại vị trí đó

để kẹp giữ chi tiết trong quá trình khoan, khi

piston của xy lanh A dịch chuyển tới vị trí a1,

lúc đó xác nhận chi tiết đã đến đúng vị trí và

được kẹp chặt thì xylanh B được điều khiển,

Piston B dịch chuyển bầu khoan thực hiện

khoan chi tiết; Khi piston của xylanh B đến vị

trí b1 báo hiệu đã khoan xong, thì nó được điều

khiển lùi về vị trí ban đầu, khi piston B lùi về

tới vị trí cảm biến b0 thì xylanh A cũng được

điều khiển lùi về để nhả chi tiết đã gia công,

khi piston của xylanh A lùi về tới vị trí cảm

biến a0 thì xylanh C được điều khiển duỗi ra để

đẩy chi tiết đã gia công xuống giỏ chứa, sau khi

đẩy xong xy lanh C được điều khiển lùi về

ngay vị trí ban đầu, kết thúc quy trình gia công

một chi tiết Quy trình tiếp tục lặp lại trình tự

như vậy nếu nhấn Start

a0 a1

b0 b1

Xylanh A

Xylanh B

c 1 c0

Xylanh C

A - C+

C-Phương pháp thiết kế theo Nguyên tắc nhịp

Ví dụ: Thiết kế mạch đk cho máy khoan

- Nhịp 1 (K1):

Thực hiện chức năng A+

Tín hiệu kích hoạt nhịp là a0, c0, và Start

Tín hiệu xoá là nhịp 2

Thực hiện xoá chức năng nhịp 6

- Nhịp 2 (K2):

Thực hiện chức năng B+

Tín hiệu kích hoạt nhịp là a1

Tín hiệu xoá là nhịp 3

Thực hiện xoá chức năng nhịp 1

- Nhịp 3 (K3):

Thực hiện chức năng B+

Tín hiệu kích hoạt nhịp là b1

Tín hiệu xoá là nhịp 4

Thực hiện xoá chức năng nhịp 2

- Nhịp 4 (K4):

Thực hiện chức năng

A- Tín hiệu kích hoạt nhịp là b0A-

Tín hiệu xoá là nhịp 5

Thực hiện xoá chức năng nhịp 3

a0 a1

b0 b1

Xylanh A

Xylanh B

c 1 c0

Xylanh C

A - C+

C Nhịp 5 (K5):

Thực hiện chức năng C+

Tín hiệu kích hoạt nhịp là a0

Tín hiệu xoá là nhịp 6

Thực hiện xoá chức năng nhịp 4

- Nhịp 6 (K6):

Thực hiện chức năng C- Tín hiệu kích hoạt nhịp là c1C-

Tín hiệu xoá là nhịp 1

Thực hiện xoá chức năng nhịp 5

Phương pháp thiết kế theo Nguyên tắc nhịp

Ví dụ: Thiết kế mạch đk cho máy khoan

Pdl

Xylanh A

Pdl

Xylanh B

Pdl

Xylanh C

a0

c0

Start

K6

K2

K 1

(A+)

K1 a1

K1

K3

K 2 (B+)

K2 b1

K2

K4

K 3 (B-)

K3 b0

K3

K5

K 4 (A-)

K4 a0

K4

K6

K 5 (C+)

K5 c1

K5

K1

K 6 (C-)

K6

c0

Phương pháp thiết kế theo Nguyên tắc nhịp

Ví dụ: Thiết kế mạch đk cho máy khoan

P dl

A-a0 a1 Xylanh A

P dl

B-b0 b1 Xylanh B

P dl

C-c0 c1 Xylanh C

K1

K4

A+

K4

K1

A-K2

K3

B+

K3

K2

B-K5

K6

C+

K6

K5

C-Phương pháp thiết kế theo Nguyên tắc nhịp

Bài tập luyện tập:

1) Start, A+, A-, B+, A+, A-, B-.

2) Start, A+, B+, , A+, B-,

3) Start, A+, B+,B-, B+,B-,

4) Start, A+, B+, B-, B+, , A+, B-,

5) Start, A+, B+,, B-, A+, B+, B-,