Giáo trình Điều khiển điện khí nén - Nghề: Điện tử công nghiệp

Điều khiển xy lanh với van một cuộn dây điều khiển tự duy trì biết lắp các mạch điện khí nén đơn giản và mạch điện điều khiển sử dụng tiếp điểm của công tác duy trì .... P HƯƠNG PH[r]

  T NG C C D Y NGHỔ Ụ Ạ Ề

GIÁO TRÌNH  Môn h c: ọ Đi u Khi n Đi n Khí Nén ề ể ệ

Ban hành kèm theo Quy t ế   đ nh s :120/QĐ­TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013 ị ố  

c a T ng c c tr ủ ổ ụ ưở ng T ng c c D y ngh ổ ụ ạ ề

Năm 2013

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

L I Ờ  NÓI Đ U Ầ  

M c đ  t  đ ng hóa c a thi t b , ch t lứ ộ ự ộ ủ ế ị ấ ượng ch  t o cao, đ  chínhế ạ ộ  

lượng đó ph i là tín hi u tả ệ ương t , nh  phân và tín hi u s , đự ị ệ ố ược x  lý v iử ớ  

 trình đ  CĐN và TCN, giáo trình mô đun 

năng ch t ch  v i nhauặ ẽ ớ   

trong s n xu t đ ng th i có tính th c ti n cao.ả ấ ồ ờ ự ễ

Bài 1: Gi i thi u h  th ng đi u khi n đi n khí nénớ ệ ệ ố ề ể ệ  

Bài 3: Thi t k , l p đ t và v n hành h  th ng đi u khi n đi n khí ế ế ắ ặ ậ ệ ố ề ể ệ nén

ch nh hoàn thi n h n sau th i gian s  d ng.ỉ ệ ơ ờ ử ụ

1 Ch   biên:   TS   Lê   Vănủ  

Hi nề

M C L C Ụ Ụ

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1

LỜI NÓI ĐẦU 2

NGÀY NAY CÔNG NGHỆ KHÍ NÉN ĐANG ĐƯỢC KHOA HỌC ÁP DỤNG MỘT CÁCH PHỔ BIẾN ĐỂ CHẾ TẠO CÁC LOẠI MÁY MÓC PHỤC VỤ CHO PHÁT TRIÊN SẢN SUẤT TRONG CUỘC SỐNG 12

1 C ÁC LOẠI VAN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 18

1.1 Van đảo chiều 18

1.2 Van chặn 25

1.3 Van tiết lưu 26

1.4 Van áp suất 28

1.5 Van logic 29

2 C ÁC PHẦN TỬ ĐIỆN 37

2.1 Công tắc 38

2.2 Nút ấn 38

2.3 Rơ le 38

2.4 Công tắc hành trình điện – cơ 39

2.5 Công tắc hành trình nam châm 40

2.6 Cảm biến cảm ứng từ 42

2.7 Cảm biến điện dung 44

2.8 Cảm biến quang 45

3.1 Xy lanh 48

3.2 Biểu diễn quá trình hoạt động của hệ thống bằng biểu đồ trạng thái 50

1 N GUYÊN LÝ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 61

1.1 Các phần tử điện: 61

1.3 Thiết kế mạch điện điều khiển theo tầng sử dụng phương pháp chuỗi bước có xóa 65

Thiết kế được mạch điều khiển có cảm biến tiệm cận – hành trình tự thu về của xy lanh và van điều khiển hướng không sử dụng lò xo và Cảm biến tiệm cận với rơle Ứng dụng điều khiển xy lanh với hàm AND, OR 69

2.2 Cảm biến tiệm cận với rơle 71

2.3 Điều khiển xy lanh với hàm AND, OR 75

2.4 Điều khiển xy lanh với van một cuộn dây – Điều khiển tự duy trì 76

3 Đ IỀU KHIỂN HAI XY LANH 77

3.1 Điều khiển trạm phân phối làm việc một chu trình 77

3.2 Điều khiển trạm phân phối làm việc lớn hơn một chu trình 79

4.B IỂU ĐỒ TRẠNG THÁI 82

2 Đ IỀU KHIỂN XY LANH BẰNG CẢM BIẾN TIỆM CẬN 105

- Mục tiêu: 105

2.1 Các mạch sử dụng cảm biến đơn giản 105

2.3.Mạch điện điều khiển sử dụng tiếp điểm tự duy trì bằng rơle 107

2.4.Mạch điện điều khiển sử dụng rơle thời gia 109

3 Đ IỀU KHIỂN XY LANH BẰNG CẢM BIẾN TIỆM CẬN VỚI RƠLE 113

Mục tiêu: 113

3.2 Mạch điện điều khiển trực tiếp sử dụng công tắc duy trì 115

4 Đ IỀU KHIỂN XY LANH VỚI HÀM AND, OR 117

- Mục tiêu: 117

4.1Mạch điện điều khiển hàm AND 117

4.2Mạch điện điều khiển hàm OR 118

5 Đ IỀU KHIỂN XY LANH VỚI VAN MỘT CUỘN DÂY - Đ IỀU KHIỂN TỰ DUY TRÌ 119

- Mục tiêu: 119

5.1 Các mạch điện đơn giản 119

5.2Mạch điện điều khiển sử dụng tiếp điểm tự duy trì bằng rơle 121

6 Đ IỀU KHIỂN HAI XY LANH LÀM VIỆC MỘT CHU TRÌNH 122

- Mục tiêu: 122

Điều khiển xy lanh với van một cuộn dây điều khiển tự duy trì biết lắp các mạch điện khí nén đơn giản và mạch điện điều khiển sử dụng tiếp điểm tự duy trì bằng rơle 122

6.1 Các mạch điện đơn giản 122

6.2Mạch điện điều khiển sử dụng tiếp điểm tự duy trì bằng rơle 123

7 Đ IỀU KHIỂN HAI XY LANH LÀM VIỆC LỚN HƠN MỘT CHU TRÌNH 124

- Mục tiêu: 124

Điều khiển xy lanh với van một cuộn dây điều khiển tự duy trì biết lắp các mạch điện khí nén đơn giản và mạch điện điều khiển sử dụng tiếp điểm của công tác duy trì 124

7.1Các mạch điện đơn giản 124

BÀI 5 131

TÌM VÀ SỬA LỖI TRONG HỆ THỐNG 131

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN – KHÍ NÉN 131

1 P HƯƠNG PHÁP TÌM VÀ SỬA LỖI 131

- Mục đích: 131

1.1 Phương pháp tìm lỗi 132

1.2 Hệ thống khí có thể bị rò rỉ 139

2 Các bài tập thực hành sửa lỗi 209

Mục tiêu: 209

2.1 Lỗi trong phần khí nén của toàn bộ hệ thống 209

2.2 Lỗi tạo ra từ việc lắp sai 213

2.3 Lỗi xuất hiện trong quá trình vận hành 219

MÔ ĐUN ĐÀO T O ĐI U KHI N ĐI N KHÍ NÉNẠ Ề Ể Ệ

đi n t  m t ki n th c đ y đ  nh t h  th ng đi u khi n.ệ ử ộ ế ứ ầ ủ ấ ệ ố ề ể

+ V  ki n th c:ề ế ứ

­ Thi t l p đế ậ ượ ơ ồ ệ ốc s  đ  h  th ng đi u khi n đi n khí nén theo yêu c uề ể ệ ầ  

ph n t  khí nén, đi n ­ khí nén trong s  đ  h  th ng khí nén c  b n.ầ ử ệ ơ ồ ệ ố ơ ả

nén

­ Phát hi n và kh c ph c đệ ắ ụ ược các l i c  b n trong h  th ng.ỗ ơ ả ệ ố

thi t b  c a h  th ng truy n đ ng khí nén.ế ị ủ ệ ố ề ộ

T ngổ  

số thuy tLý ế Th chành ự   Ki mtra ể  

MĐ 32­01 GI I Ớ THI U Ệ HỆ TH NG Ố ĐI U Ề  

KHI N Ể ĐI N Ệ KHÍ NÉN

Mã MĐ Tên các bài trong mô đun

Th i gian (gi )ờ ờ

T ngổ   số

Lý  thuy tế

Th cự   hành 

Ki mể   tra 

MĐ 32­02 Các   ph n   t   trong   hầ ử ệ 

th ng đi n khí nénố ệ

MĐ 32­03 Thi t  k , l p  đ t  và v nế ế ắ ặ ậ  

hành h  th ng đi u khi nệ ố ề ể  

đi n khí nén.ệ

MĐ 32­04 V n hành và ki m tra hậ ể ệ 

th ng đi u khi n đi n ­ khíố ề ể ệ   nén

MĐ 32­05 Tìm   và   s a   l i   trong   hử ỗ ệ 

th ng đi u khi n đi n ­ khíố ề ể ệ   nén

Mã bài: MĐ 32 ­ 01

Gi i thi u: ớ ệ

đ   ng d ng thi t k  máy t  đ ng hay các h  th ng ph c t p c  đi n t , ể ứ ụ ế ế ự ộ ệ ố ứ ạ ơ ệ ử

­ Các d ng c ,thi t b  máy va đ p:ụ ụ ế ị ậ

đ n 15 l n so v i đ ng c  đi n. Nh ng ngế ầ ớ ộ ơ ệ ư ượ ạc l i th  tích và tr ng lể ọ ượ  ng

M c tiêu ụ :    

nén

 ­ Phân bi t đệ ược các ph m vi  ng d ng c a h  th ng đi u khi n ạ ứ ụ ủ ệ ố ề ể

m ch t  đ ng và ạ ự ộ vai trò quan tr ng trong vi c thi t k  m t h  th ng tu nọ ệ ế ế ộ ệ ố ầ  

t , mà c  th  là h  th ng khí nén tu n tự ụ ể ệ ố ầ ự

s  đẽ ược đ  c p dề ậ ưới đây:

lo i chính:ạ

Các h  th ng ệ ố

chuy n m chể ạ

Các h  th ng chuy n ệ ố ể

Chuy n m ch k t h pể ạ ế ợ

Các h  th ng ệ ố

không đ ng bồ ộ

vào (inputs) hi n t i.ệ ạ

hi n t i.ệ ạ

+ Các h  th ng chuy n m ch tu n t

chuy n m ch tu n t , m t s  ho c t t c  các tín hi u ra ph  thu c vào cácể ạ ầ ự ộ ố ặ ấ ả ệ ụ ộ  

trướ ủc c a h  th ng đã đệ ố ược hoàn t t.ấ

bước ti p theo.ế

H  th ng k t h pệ ố ế ợ

Flip ­ Flops

y k

y’ k

x i

S k 

R k

z j

Tín hi u vào ệ Tín hi u ra ệ

t  trong đó bao g m c  h  th ng k t h p (logic); trong các tín hi u xự ồ ả ệ ố ế ợ ệ i và zj 

kích ho t Sạ k và Rk (tín hi u đi u khi n flip­flop) và các bi n tr ng thái yệ ề ể ế ạ k va  y’k  (tín hi u ra flip­flop). Các tín hi u vào xệ ệ i  , yk  và y’k  c a h  th ng thongủ ệ ố   qua các h  th ng k t h p s  t o ra các tín hi u ra zệ ố ế ợ ẽ ạ ệ j và các hàm kích ho t Sạ k 

và Rk đ  tác đ ng tr  l i flip­flop đ  t o ra các bi n yể ộ ở ạ ể ạ ế k và y’k tương  ng cácứ  

s  ki n ti p theo.ự ệ ế

Vì v y, khi thi t k  m t h  th ng tu n t , vi c quan tr ng đ u tiên làậ ế ế ộ ệ ố ầ ự ệ ọ ầ  

c  th  là h  th ng khí nén tu n t  Đ  hi u rõ b n ch t quá trình thi t k ,ụ ể ệ ố ầ ự ể ể ả ấ ế ế  

đi u khi n các h  th ng khí nén, c n l m v ng m t s  lý thuy t c  b nề ể ệ ố ầ ắ ữ ộ ố ế ơ ả  

nh t đ nh, đ c bi t là đ i s  Boolean và các ph n t  logic c  b n. ấ ị ặ ệ ạ ố ầ ử ơ ả

b ng khí nén đ i v i truy n đ ng b ng c ,ằ ố ớ ề ộ ằ ơ  b ng đi n. ằ ệ

a)  u đi m Ư ể  

hành) nên b o dả ưỡng, s a ch a, t  ch c k  thu t đ n gi n, thu n ti n. ử ữ ổ ứ ỹ ậ ơ ả ậ ệ

­  Kh  năng quá t i l n c a đ ng c  khí ả ả ớ ủ ộ ơ

­  Đ  tin c y khá cao ít tr c tr c k  thu t ộ ậ ụ ặ ỹ ậ

­  Tu i th  l n ổ ọ ớ

nén nh  và t n th t áp su t trên đỏ ổ ấ ấ ường d n ít. ẫ

có th  đ t để ạ ược v n t c r t cao. ậ ố ấ

­  Th i gian đáp  ng ch m so v i đi n t  ờ ứ ậ ớ ệ ử

­  Kh  năng tích h p h  đi u khi n ph c t p và c ng k nh. ả ợ ệ ề ể ứ ạ ồ ề

­  L c truy n t i tr ng th p. ự ề ả ọ ấ

truy n đ ng quayề ộ , truy n đ ng th ngề ộ ẳ , trong các thi t b  đo và ki m traế ị ể

xu t các thi t b  đi n t  Ngoài ra h  th ng đi u khi n b ng khí nén đấ ế ị ệ ử ệ ố ề ể ằ ược 

bulông

Hình 1.5 Đóng gói s n ph mả ẩ

khi n nh : phun s n, gá k p chi ti tể ư ơ ẹ ế   v.v

1.3) , các moto khí nén, máy khoan, 

Yêu c u đánh giá: ầ

+ V  ki n th c:  ề ế ứ Trình bày đ ượ c các  ng d ng c a khí nén trong s n su t ứ ụ ủ ả ấ   công nghi p hay trong đ i s ng. Nêu đ ệ ờ ố ượ c nh ng b ữ ướ c ti n trong công ế   ngh  đi u khi n đi n khí nén ệ ề ể ệ

+ V  k  năng: Hi u chính xác các  ng d ng đi u khi n t  đó có cái  ề ỹ ể ứ ụ ề ể ừ nhìn thi t th c khi h c mô đun này  ế ự ọ

+ V  thái đ : Đ m b o an toàn và v  sinh công nghi p ề ộ ả ả ệ ệ

+ V  ki n th c: Đ ề ế ứ ượ c đánh giá b ng hình th c ki m tra vi t, ph ng ằ ứ ể ế ỏ  

v n ấ

CÁC PH N T  TRONG H  TH NG ĐI N KHI N KHÍ NÉNẦ Ử Ệ Ố Ệ Ể

Mã bài: MĐ 32 ­ 02

Gi i thi u: ớ ệ

các   c u   t o   c a   các   ph n   t   (ấ ạ ủ ầ ử Reed     Switch,   Actuators,   Final   control, 

thi t k  m ch đế ế ạ ượ ố ưc t i  u h n.ơ

M c tiêu: ụ       

h  th ng đi u khi n đi n khí nén.ệ ố ề ể ệ

­ L p đắ ược h  th ng đi u khi n đi n khí nén c  b n. ệ ố ề ể ệ ơ ả

­ Ch  đ ng, sáng t o và an toàn trong th c hành.ủ ộ ạ ự       

1. Các lo i van trong h  th ng đi u khi n khí nén ạ ệ ố ề ể

khác

hình 2.1

Hình 2.1 Các thành ph n van ch nh h ng ầ ỉ ướ

­ Tác đ ng b ng đi nộ ằ ệ

1.1.2. Kí hi u van đ o chi u ệ ả ề

nhau (hình 2.3): 

chi u có hai ho c ba v  trí;   nh ng trề ặ ị ở ữ ường h p đ c bi t thì có th  nhi uợ ặ ệ ể ề  

h n. ơ

­ S  c a ( đố ử ường): là s  l  đ  d n khí ho c d u vào hay ra. S  c a c aố ỗ ể ẫ ặ ầ ố ử ủ  

Thường kí hi u:   C a n i v i ngu n : P ệ ử ố ớ ồ

C a n i v i ngu n(t  b  l c  ử ố ớ ồ ừ ộ ọ khí)

C a n i làm vi c ử ố ệ 2 , 4, 6, … A , B , C, …

C a x  khí ử ả 3 , 5 , 7… R , S , T…

C a n i tín hi u đi u khi n ử ố ệ ề ể 12 , 14… X , Y …

vuông   gi a.   ở ữ

A b  ch n. N u có tín hi u tác đ ng vào, thì v  trí 0 s  chuy n sang v  trí 1,ị ặ ế ệ ộ ị ẽ ể ị  

đ ng n a, thì van s  chuy n t  v  trí 1 v  v  trí 0 ban đ u, v  trí “ không “ộ ữ ẽ ể ừ ị ề ị ầ ị  

Hình 2.4 Van 2/2

Hình 2.5 Van 3/2

hành; c a T l p   c a ra đ a năng lử ắ ở ử ư ượng v  thùng đ i v i d u, còn th i raề ố ớ ầ ả