BÀI 4 P1

Khái niệm cơ bản Điều khiển là quá trình của một hệ thống, trong đó dưới tác động của một hay nhiều đại lượng vào, những đại lượng ra được thay đổi theo một quy luật nhất định của hệ thố

BÀI 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN BẰNG KHÍ NÉN

1 Khái niệm cơ bản

Điều khiển là quá trình của một hệ thống, trong đó dưới tác động của một hay nhiều đại lượng vào, những đại lượng ra được thay đổi theo một quy luật nhất định của hệ thống đó (Theo tiêu chuẩn DIN 19266- Cộng hòa Liên Bang Đức)

Một hệ thống điều khiển bao gồm: thiết bị điều khiển và đối tượng điều khiển Thiết bị điều khiển

Đối tượng điều khiển Dây chuyền sản xuất

Tín hiệu nhiễu

Tín hiệu điều khiển

X1

X2

Hình 5.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển

- Đối tượng điều khiển là các thiết bị máy móc trong kỹ thuật

- Thiết bị điều khiển(mạch điều khiển) bao gồm: phần tử đưa tín hiệu vào, phần

tử xử lý và điều khiển, cơ cấu chấp hành

- Tín hiệu điều khiển: là đại lượng ra của thiết bị điều khiển và đai lượng vào của đối tượng điều khiển

- Tín hiệu nhiễu: là đại lượng được tác động từ ngoài vào hệ thống và gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống

Phần tử đưa tín hiệu

Phần tử xử lý và điều khiển

Cơ cấu chấp hành

Ví dụ:- Công tắc, nút ấn

- Công tác hành trình

- Cảm biến bằng tia

Ví dụ: - Van đảo chiều

- Van chặn

- Van tiết lưu

- Van áp suất

- Phần tử khuêch đại

Ví dụ: - Xy lanh

- Động cơ khí nén

Hình 5.2: Các phần tử của mạch điều khiển

2 Phần tử mạch lôgic

2.1 Phần tử lôgic NOT (Phủ định)

- Phần tử lô gic NOT được biểu diễn như hình vẽ Ở trạng thái ban đầu đèn H sáng, khi tác động nút ấn S1 rơle K có điện, bóng đèn H mất điện và ngược lại khi nhả nút ấn S1, bóng đèn H sáng

K

H

S1

+

-Tín hiệu vào

Tín hiệu ra

Hình 5.3: Phần tử NOT (Phủ định)

2.2 Phần tử lôgic AND ( và )

K

H

S1

+

-Tín hiệu vào

Tín hiệu ra

Hình 5.4: Phần tử AND (Và)

S2

K

S1

S2

H

- Phần tử lôgic AND được biểu diễn như hình vẽ Khi nhấn đồng thời nút ấn

S1 và S2 thì rơle K sẽ có điện đèn H sáng

2.3 Phần tử NAND (và- không)

- Phần tử lôgic NAND được biểu diễn như hình vẽ Ở trạng thái bình thường đèn H sáng, khi tác động đồng thời nút ấn S1 và S2 thì rơle K mất điện đèn H sẽ không sáng

K

H

S1

+

-Tín hiệu vào

Tín hiệu ra

Hình 5.5: Phần tử NAND (và - không)

S2

K

S1

S2

H

2.4 Phần tử OR (hoặc)

- Phần tử OR được biểu diễn như hình vẽ Khi tác động hoặc nút ấn S1 hoặc nút

ấn S2 rơle K có điện, đèn H sáng

K

H

S1

+

-Tín hiệu vào

Tín hiệu ra

Hình 5.6: Phần tử OR (hoặc)

K

S1

S 2

H

S2

2.5 Phần tử NOR (hoặc - không)

- Phần tử NOR được biểu diễn như hình vẽ Ở trạng thái bình thường đèn H sáng Khí tác động hoặc nút ấn S1 hoặc nút ấn S2 rơ le K có điện, đèn H không sáng K

H

S1

+

-Tín hiệu vào

Tín hiệu ra

Hình 5.7: Phần tử NOR (hoặc- không)

K

S1

S2

H

S

3 Biểu diễn phần tử lôgic của khí nén

3.1 Phần tử NOT (phủ định)

Có hai phương pháp để biểu diễn phần tử NOT:

- Phần tử NOT được biểu diễn bằng van đảo chiều 2/2 có vị trí “không”, tại vị trí “ không” cửa P nối với A:

+ Khi chưa có tín hiệu khí nén tác động thì P nối với A + Khi có tín hiệu khí nén tác động thì cửa A và cửa P bị chặn

- Phần tử NOT được biểu diễn bằng van đảo chiều 3/2 có vị trí “không”, tại vị trí “ không” cửa P nối với A:

+ Khi chưa có tín hiệu khí nén cửa P nối với cửa A, cửa R bị chặn + Khi có tin hiệu khí nén cửa A nối với R, cửa P bị chặn

X = 1

A

P

X = 0

A

P

X = 0

A

P

R

X = 1

A

P

R

Hình 5.8: Phần tử NOT

3.2 Phần tử AND (và)

Có 2 phương pháp để biểu diễn phần tử AND:

- Phần tử AND là phần tử van lôgic AND trong khí nén Khi tín hiệu khí nén tác động đồng thời vào cửa P1, P2 thì cửa A sẽ nhận được tín hiệu

- Phần tử AND được biểu diễn bằng tổ hợp của 2 van đảo chiều 3/2, có vị trí “ không” được mắc nối tiếp với nhau:

+ Tại vị trí “không” cửa A bị chặn (kể cả khi tác động nguồn khi nén vào

1 trong 2 tín hiệu điều khiển của 2 van đảo chiều 3/2)

+ Khi tín hiệu khí nén tác động đồng thời vào 2 van đảo chiều thì cửa A nối với P

- Phần tử AND được biểu diễn bằng tổ hợp của 2 van đảo chiều 2/2 có vị trí” không” được mắc nối tiếp với nhau:

+ Tại vị trí “ không” cửa A bị chặn (kể cả khi tác động nguồn khi nén vào 1 trong 2 tín hiệu điều khiển của 2 van đảo chiều 2/2)

+ Khi tín hiệu khí nén tác động đồng thời vào 2 van đảo chiều thì cửa A nối với P

Hình 5.9: Phần tử AND

X = 0

A

P

X = 0

A

P

X = 0

A

P

R

X = 0

A P R

3.3 Phần tử NAND

Có 2 phương pháp biểu diễn phàn tử NAND

- Phần tử NAND là tổ hợp của phần tử AND và một van đảo chiều 3/2 có vị trí

“ không”, tại vị trí “ không” cửa A nối với cửa P

+ Khi chưa có tín hiệu khí nén tác động vào hai van đảo chiều 3/2 cửa A nối với nguồn P, Khi có một trong hai tín hiệu tác động vào van đảo chiều 3/2, van đảo chiều vẫn ở vị trí cũ, cửa A vẫn nối với cửa P

+ Khi có đồng thời cả hai tín hiệu tác động vào hai van đảo chiều 3/2 thì cửa A bị chặn

- Phần tử NAND là tổ hợp gồm hai van đảo chiều 3/2 có vị trí “không” được nối với nhau (như hình vẽ) Tại vị trí “ không” cửa A nối với cửa P

+ Khi có một trong hai tín hiệu khí nén tác động vào van đảo chiều, van đảo chiều đổi vị trí, cửa A vẫn nối với cửa P

+ Khi có đồng thời cả hai tín hiệu khí nén tác động vào van thì cửa A bị chặn

Hình 5.10: Phần tử NAND

X = 0

A

P

R

X = 0

A

P

R

P

A

X2

R

3.4 Phần tử OR

Có hai phương pháp biểu diễn phần tử OR:

- Phần tử OR gồm một tổ hợp van OR và một van đảo chiều 3/2 có vị trí “ không”, tại vị trí “ không” cửa A bị chặn

+ Khi chưa có tín hiệu khí nén tác động thì cửa A bị chặn + Khi có một trong hai tín hiệu khí nén tác động thì cửa P nối với cửa A

- Phần tử OR được biểu diễn bằng 2 van đảo chiều 2/2 (hoặc van đảo chiều 3/2) có vị trí “ không” được nối song song với nhau, tại vị trí “không” cửa A bị chặn

+ Khi chưa có tín hiệu khí nén tác động thì cửa A bị chặn + Khi có một trong hai tín hiệu khí nén tác động thì cửa A nối với cửa P

X1

X2

P

A

R

P

A

R

P

R

Hình 5.11: Phần tử OR

3.5 Phần tử NOR

Có hai phương pháp biểu diễn phần tử NOR:

- Phần tử OR gồm một tổ hợp van OR và một van đảo chiều 3/2 có vị trí “ không”, tại vị trí “ không” cửa A nối với cửa P:

+ Khi chưa có tín hiệu khí nén tác động thì cửa A nối với nguồn + Khi có một trong hai tín hiệu tác động, van sẽ đổi vị trí, cửa A bị chặn

- Phần tử OR được biểu diễn bằng 2 van đảo chiều 2/2 (hoặc van đảo chiều 3/2) có vị trí “ không” được nối song song với nhau, tại vị trí “không” cửa A nối với cửa P :

+ Khi chưa có tín hiệu khí nén tác động thì cửa A nối với nguồn + Khi có một trong hai tín hiệu khí nén tác động thì cửa A bị chặn Hình 5.12: Phần tử NOR

X1

X2

P

A

R

P

A

R

P

A R