Hệ thống thủy lực - Chương 8

Hệ thống thủy lực - Cơ sơ lý thuyết 1.1. Lịch sử phát triển và khả năng ứng dụng của HTTĐ thủy lực 1.2. Những ưu điểm và nhược điểm của hệ thống điều khiển bằng thủy lực 1.1.1. Ưu đi

Chương 8: hệ thống điều khiển khí nén và điện

khí nén

8.1 hệ thống điều khiển khí nén

8.1.1 Biểu đồ trạng thái

+/ Biểu đồ trạng thái biểu diễn trạng thái các phần tử trong mạch, mối liên giữa các phần tử và trình tự chuyển mạch của các phần tử

+/ Trục tọa độ thẳng đứng biểu diễn trạng thái (hành trình chuyển động, áp suất, góc quay, ), trục tọa độ nằm ngang biểu diễn các bước thực hiện hoặc thời gian hành trình Hành trình làm việc được chia thành các bước, sự thay đổi trạng thái trong các bước được biểu diễn bằng đường đậm, sự liên kết các tín hiệu được biểu diễn bằng

đường nét mảnh và chiều tác động biểu diễn bằng mũi tên

+/ Xilanh đi ra ký hiệu dấu (+), lùi về ký hiệu (-)

+/ Các phần tử điều khiển ký hiệu vị trí “0” và vị trí “1” (hoặc “a”, “b”)

+/ Một số ký hiệu biểu diễn biểu đồ trạng thái:

tác động bằng cơ

Phần tử áp suất

t Phần tử thời gian Liên kết OR

Liện kết AND Tín hiệu rẽ nhánh

8.1.2 Các phương pháp điều khiển

Bao gồm các phương pháp sau

+/ Điều khiển bằng tay: điều khiển trực tiếp và điều khiển gián tiếp

+/ Điều khiển theo thời gian

+/ Điều khiển theo hành trình

+/ Điều khiển theo tầng

+/ Điều khiển theo nhịp

a Điều khiển bằng tay

+/ Điều khiển trực tiếp

-

+ 1.0

1.2

P

0 1

A

R

P

0

1 1.1

X

R A

Biểu đồ trạng thái

+/ Điều khiển gián tiếp

Trạng thái

Ký hiệu Tên gọi Vị trí

1 2 3 4 5 6 1.0 Xilanh một

chiều

(+) (-) 1.2 Van đảo

chiều 3/2

1 0 1.1 Nút ấn 3/2 1

0

A

R P

0 1

A

R

P

0

1

-

P

0 1

R

A 1.2

Y

1.1

1.3

X

b Điều khiển theo thời gian

Biểu đồ trạng thái

Trạng thái

Ký hiệu Tên gọi Vị trí

1 2 3 4 5 6 1.0 Xilanh một

chiều

(+) (-) 1.3 Van đảo

chiều 3/2

1 0 1.2 Nút ấn 3/2 1

0 1.1 Nút ấn 3/2 1

0

Trạng thái

Ký hiệu Tên gọi Vị trí

1 2 3 4 5 6 1.0 Xilanh hai

chiều

(+) (-) 1.3 Van đảo

chiều 5/2

1 0 1.2 Phần tử thời

gian

1 0 1.1 Nút ấn 3/2 1

0

A

R

P

0

1 X

A

R P

0

1

-P

0

1.3

Y

R S

1

1.2

t

X

1.1

Điều khiển theo thời gian có chu kỳ tự động

1.0

Biểu đồ trạng thái

Trạng thái

Ký hiệu Tên gọi Vị

trí 1 2 3 4 5 6 7 1.0 Xilanh hai

chiều

(+) (-) 1.4 Van đảo

chiều 5/2

1 0 1.3 Phần tử

thời gian

1 0 1.2 Phần tử

thời gian

1 0 1.1 Nút ấn 3/2 1

0

P

0

X

1.4

Y

R S

1

A

R

P

0

1 X

1.3

A

R

P

0

1

X

1.2

A

R

P

0

1 1.1

c Điều khiển theo hành trình

Biểu đồ trạng thái

Trạng thái

Ký hiệu Tên gọi Vị

trí 1 2 3 4 5 6 7 1.0 Xilanh hai

chiều

(+) (-) 1.4 Van đảo

chiều 5/2

1 0 1.3 Công tắc hành

trình 3/2

1 0 1.2 Công tắc hành

trình 3/2

1 0 1.1 Nút ấn 3/2 1

0

A

R

P

0

1 1.2

1.0

P

0 X

1.4

Y

R S

1

A

R

P

0 1

1.3

A

R

P

0 1

1.1

1.2 1.3

d §iÒu khiÓn theo tÇng

+/ M¹ch ®iÒu khiÓn 2 tÇng

e1, e2 lµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vµo

a1, a2 lµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ra

Khi tÇng I cã khÝ nÐn, th× tÇng II sÏ kh«ng cã khÝ

II I

e2

e1

a2

a1 TÇng

nÐn vµ ng−îc l¹i

+/ M¹ch ®iÒu khiÓn 3 tÇng

e1, e2, e3 lµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vµo

a1, a2, a3 lµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ra

Khi tÇng I cã khÝ th× tÇng II vµ III kh«ng

cã khÝ, nghÜa lµ khi 1 tÇng cã khÝ th× 2 tÇng cßn l¹i

TÇng

a1 a2

I II III

a3

e2 IV

e3

a4

TÇng

a1 a2

I II

e2

a3 III

kh«ng cã khÝ

+/ M¹ch ®iÒu khiÓn 4 tÇng

Ví dụ:

Biểu đồ trạng thái

Trạng thái Tên gọi Vị trí

1 2 3 4 5 6 7 Xilanh A (+)

(-) Xilanh B (+)

(-)

P

0

1.2 1

1.1

S0

0

1

0 1

S3

0 1

B

P

0

1.3

1

0

1

S4

0

1

S1

S4

S3

S1

S2

S2

S4

S3

e Điều khiển theo nhịp

OR

0

Yn

1.1

On 1

0 1

Yn+1

A 1.2

AND

Xn

P

Zn

L

P

Zn+1

L

Mạch logic của chuổi điều khiển theo nhịp

S R S R

&

1

A2

S R 2

&

A3

S R 4 3

&

X4

A4

&

X3

X2

A1

Zn

Yn

X1

Yn+1

Zn+1

Biểu diễn đơn giản chuổi điều khiển theo nhịp

4 3

1 2

L

P

Yn

L

P

Yn+1

A4

A3

A2

A1

X4

X3

X2

X1

Ví dụ:

Biểu đồ trạng thái

Trạng thái Tên gọi Vị trí

1 2 3 4 5 6 7 Xilanh A (+)

(-) Xilanh B (+)

Yn+1

P

Zn+1

L

Yn

P

Zn

L

P

0 1

B

P

0

1

0

1

0 1

0 1

0

1

0

1

0 1

0

1

S4 S

S1

S2

S4

S3

8.2 hệ thống điều khiển điện khí nén 8.2.1 Các phần tử điện

a Nút ấn thường mở

b Nút ấn thường đóng

c Tiếp điểm thường mở

d Tiếp điểm thường đóng

e Rơle

+/ Rơle điều khiển

+/ Rơle thời gian tác động muộn

+/ Rơle thời gian nhả muộn

f Nam châm điện của van

SR SA

8.2.2 Mạch điều khiển khí nén

a Mạch điều khiển có tiếp điểm tự duy trì

+/ Mạch khí nén

+/ Biểu đồ trạng thái

-+

P

0 1.1

R S

1

Y5

B A

1.0

Trạng thái Tên gọi Vị trí

1 2 3 4 Xilanh

1.0

(+)

(-)

+/ Mạch điện điều khiển

(+)

A1

K2

Xilanh lùi về

Xilanh đi tới

A2H3

K2 Tiếp điểm tự duy trì

K2

S1

S2

b Mạch điều khiển có rơle thời gian tác động chậm

+/ Mạch khí nén

+/ Biểu đồ trạng thái

-+

P

0 1.1

R S

1

Y6

S2 1.0

Trạng thái Tên gọi Vị trí

1 2 3 4

Xilanh 1.0

(+)

(-) Van đ/k

5/2

1

0 Ctắc hành

trình S2

1

0 Rơle thời

gian K2

1

0

t +/ Mạch điện điều khiển

K4

A1

S2

Xilanh đi tới

Xilanh lùi về

K2

A1

c M¹ch ®iÒu khiÓn theo nhÞp cã 2 xilanh khÝ nÐn

S1 S2

S3 S4

C«ng t¾c hµnh tr×nh S5 S2 S4 S3 S1

M¹ch ®iÖn ®iÒu khiÓn

K1

S5

(-)

(+)

Y1

S2

K2

SET quy tr×nh trë vÒ vÞ trÝ ban ®Çu

K3

K2

Y2

K5

K4

K3

K2

SET

K4

K1

S1

K4

K4

K3 S3

S4

K1

K5

S1

Tài liệu tham khảo

[1] Hệ thống điều khiển bằng thủy lực - Nguyễn Ngọc Phương, Huỳnh Nguyễn Hoàng, nhà XBGD, 2000

[2] Truyền động dầu ép trong máy cắt kim loại - Nguyễn Ngọc Cẩn, ĐHBK HN,

1974

[3] Điều khiển bằng khí nén trong tự động hóa kỹ nghệ - Nguyễn Thành Trí biên

dịch, nhà xuất bản Đà Nẵng

[4] Hệ thống điều khiển tự động thủy lực - Trần Xuân Tùy, nhà XBKH và KT, HN

2002

[5] Hệ thống điều khiển bằng khí nén - Nguyễn Ngọc Phương, nhà XBGD, 1999

[6] Herbert E.Merritt, Hydraulic control systems, Printed in USA, 1967

[7] Claude Ducos Oléo - Hydraulique Technique et documentation, Lavoisier, Paris 1988

[8] M.Guillon, Hydraulic servo systems analysis and design, London, Butterworths, 1969

[9] Pneumatics, Basic Level TP 101, Festo Didactic, 1989