Bài tập thủy lực khí nén điều khiển bằng PLC có lời giải

Trang 1

Cộng đồng Cơ điện tử Việt Nam http://codientu.org

BAỉI 1

PHAÀN A : BAỉI TAÄP

Thieỏt keỏ maùch khớ neựn, ủieọn – khớ neựn vaứ vieỏt chửụng trỡnh PLC ủieàu khieồn cho moọt thieỏt bũ ủoựng mụỷ cửỷa vụựi yeõu caàu sau:

- Khi nhaỏn ủoàng thụứi nuựt ON1 vaứ ON2, piston ủaồy ra, cửỷa mụỷ

- Khi nhaỏn nuựt OFF, piston hoài veà, keỏt thuực moọt chu trỡnh hoaùt ủoọng

PHAÀN B : THÍ NGHIEÄM

I./ Thớ nghieọm ủieọn – khớ neựn:

1./ Muùc ủớch – yeõu caàu:

- Keỏt hụùp giửừa ủieọn – khớ neựn

- ệu ủieồn khi sửỷ duùng heọ thoỏng ủieàu khieồn ủieọn – khớ neựn so vụựi sửỷ duùng maùch khớ neựn ủụn thuaàn

2./ Duùng cuù thớ nghieọm:

- Boọ nguoàn khớ neựn

- Xi lanh taực ủoọng keựp : 01 caựi

- Van ủieọn tửứ 5/2 taực ủoọng keựp

- Nuựt nhaỏn thửụứng hụỷ : 02 caựi

- Rụle : 02 caựi

3./ Trỡnh tửù thớ nghieọm:

- ẹoùc kyừ vaứ tỡm hieồu sụ boọ nguyeõn lyự hoaùt ủoọng cuỷa maùch ủieọn ủieàu khieồn

- Keỏt noỏi maùch ủieọn ủieàu khieồn nhử hỡnh veừ, kieồm tra thaọt kyừ maùch trửụực khi caỏp nguoàn

- Keỏt noỏi caực cụ caỏu chaỏp haứnh vụựi caực van ủieọn tửứ

- Caỏp nguoàn khớ neựn vaứ ngoàn ủieọn cho maùch hoaùt ủoọng

- Quan saựt hoùat ủoọng cuỷa maùch

Trang 2

- Vẽ biểu đồ trạng thái, so sánh với biểu đồ trạng thái được lập bởi yêu cầu điều khiển

- Tắt nguồn khí nén, điện, tháo thiết bị trả về vị trí ban đầu, vệ sinh bàn thực tập II./ Thí nghiệm PLC:

1./ Mục đích – yêu cầu:

- Điều khiển hệ thống khí nén bằng PLC thông qua các van điện từ

- Thấy rõ ưu điểm của PLC ứng dụng trong điều khiển hệ thống khí nén

2./ Dụng cụ thí nghiệm:

- Bộ nguồn khí nén

- Xi lanh tác động kép : 01 cái

- Van điện từ 5/2 tác động kép : 01 cái (24VDC)

- CPU 214 ngõ ra 24 VDC

- Dây và ống nối

3./ Trình tự thí nghiệm:

- Chuẩn bị đầy đủ thiết bị cho bài thí nghiệm

- Kiểm tra lại chương trình PLC trước khi nạp vào CPU

- Kết nối ngõ ra của PLC với các van điện từ , kết nối các van điện từ với các cơ cấu chấp hành

- Nạp chương trình điều khiển cho PLC

- Quan sát hoạt động của mạch

- Vẽ biểu đồ trạng thái và so sánh với biểu đồ trạng thái của mạch điện – khí nén, biểu đồ trạng thái lập từ yêu cầu điều khiển

* Chú ý: Khi kết nối ngõ ra của PLC với các van điện từ cần chú ý đến điện áp ngõ

ra của PLC và điện áp ngõ vào của các van điện từ

III./ Ý nghĩa:

Từ các mạch thí nghiệm khí nén, đện – khí nén và điều khiển bằng PLC, ta rút ra nhận xét: Đối với các mạch khí nén phức tạp, yêu cầu điều khiển phức tạp, nếu phối hợp giữa khí nén và điện thông qua các van điện từ thì hệ thống sẽ đơn giản hơn, tiết kiệm hơn Nếu kết hợp giữa khí nén, điện – khí nén và PLC thì hệ thống sẽ vô cùng đơn giản và linh hoạt Khi phối hợp điều khiển với PLC, ta dễ dàng thay đổi qui trình điều khiển bằng cách thay đổi chương trình nạp vào PLC mà không cần phải kết nối lại mạch – Đây là ưu điểm lớn nhất của PLC

Trang 3

PHẦN C : HƯỚNG DẪN:

I./ Thiết kế mạch khí nén:

- Với yêu cầu điều khiển đơn giản, ta thiết lập ngay sơ đồ mạch khí nén từ biểu đồ trạng thái:

1./ Biểu đồ trạng thái:

Trang 4

II./Thiết lập mạch điện điều khiển:

2./ Sơ đồ mạch điện điều khiển:

a./ Qui trình điều khiển:

b./ Sơ đồ mạch điện điều khiển:

III./ Chương trình điều khiển bằng PLC:

k1

k1 k1

ON1 ON2

a

Trang 5

1./ Sơ đồ chức năng:

2 CUỘN K2 CÓ ĐIỆN

S XI LANH A về

&

ON1 ON2

OFF

Trang 6

BÀI 2

PHẦN A : BÀI TẬP

Thiết kế mạch khí nén, điện – khí nén và viết chương trình PLC điều khiển cho một trạm đóng hộp sản phẩm với yêu cầu hoạt động như sau:

- Khi nhấn nút ON, piston A đi ra, đẩy sản phẩm ra khỏi thùng chứa rồi hồi về

- Khi piston A hồi về xong, piston đi ra đẩy sản phẩm vào hộp rồi hồi về, kết thúc một chu trình đóng hộp sản phẩm

PHẦN B : THÍ NGHIỆM

I./ Thí nghiệm điện – khí nén:

- Kết hợp giữa điện – khí nén

- Ưu điển khi sử dụng hệ thống điều khiển điện – khí nén so với sử dụng mạch khí nén đơn thuần

- Bộ nguồn khí nén và ống nối

- Van điện từ 5/2 tác động kép : 02 cái

- Công tắc hành trình : 04 cái

- nút nhấn : 01 cái

- Rơle : 04 cái

- Đọc kỹ và tìm hiểu sơ bộ nguyên lý hoạt động của mạch điện điều khiển

- Kết nối mạch điện điều khiển như hình vẽ, kiểm tra thật kỹ mạch trức khi cấp nguồn

- Kết nối các cơ cấu chấp hành với các van điện từ

- Cấp nguồn khí nén và ngồn điện cho mạch hoạt động

- Quan sát họat động của mạch

Trang 7

- Bộ nguồn khí nén, ống nối

- Công tắc hành trình: : 04 cái

- Dây nối

* Chú ý: Khi kết nối ngõ ra của PLC với các van điện từ cần chú ý đến điện áp ngõ ra của PLC và điện áp ngõ vào của các van điện từ

III./ Ý nghĩa:

Trang 8

PHẦN C: HƯỚNG DẪN

1./ Xác định biến:

- Gọi a0 , a1, b0, b1 là các công tắc hành trình của các xi lanh A và B

- Gọi A+, A-, B+, B- là các trạng thái đi ra và hồi về của các xi lanh A và B

HÌNH 2.1

3./ Thành lập hàm và đơn giản bìa Karnaugh:

- Từ biểu đồ trạng thái ta được:

1

11

1

11

Trang 9

B- B+

11

Trang 10

5./ Sơ đồ mạch khí nén:

HÌNH 2.3

II./Thiết kế mạch điện điều khiển:

1./ Sơ đồ kết nối Điện – Khí nén:

HÌNH 2.4

Y1a

Y2aY1

a

Trang 11

HÌNH 2.5

NS RESET K4

S XI LANH A RA a1

RESET K5

Trang 12

HÌNH 2.7

Trang 13

BÀI 3

PHẦN A: BÀI TẬP

Thiết kế mạch khí nén, điện – khí nén và viết chuơng trình PLC điều khiển cho một máy dập khuôn theo yêu cầu sau:

- Khi nhấn nút ON, piston A đẩy ra để dập chi tiết

- Khi piston A hồi về, đồng thời piston B đi ra, đẩy chi tiết ra khỏi khuôn dập và sau đó hồi về, kết thúc một chu trình dập khuôn

- Rơle : 04 cái

- Kết nối mạch điện điều khiển như hình vẽ, kiểm tra thật kỹ mạch trước khi cấp nguồn

Trang 14

- Dây nối

III./ Ý nghĩa:

Trang 15

- Gọi a0 , a1 , b0 , b1 , là các công tắc hành trình của xi lanh A và B

- Gọi A+, A-, B+, B- là các trạng thái đi ra và hồi về của các xi lanh A và B

HÌNH 3.1

3./ Thành lập hàm và sơ đồ logic:

a./ Các hàm:

- Từ biểu đồ trạng thái ta được:

1

11

Trang 16

4./ Sơ đồ mạch khí nén:

HÌNH 3.3

II./ Thiết kế mạch điện điều khiển:

1./ Sơ đồ kết nối điện – khí nén:

HÌNH 3.4

Y1a

Y4aY3

a

Trang 17

2 K3/K3 CÓ ĐIỆN

S XI LANH B VỀ b0

Trang 18

HÌNH 3.7

Trang 19

BÀI 4

Thiết kế một mạch khí nén, điện – khí nén và viết chuơng trình PLC cho một hệ thống nâng tầng sản phẩm dùng 2 xi lanh hoạt động nhu sau:

- Sản phẩm từ băng tải chạy tới đụng vào công tắc hành trình a1, piston A đẩy sản phâm lên

- Piston A lên đến hết hành trình, đụng vào công tắc hành trình a1, làm piston B đẩy

ra, đẩy sản phẩm sang một băng chuyền khác

- Khi sản phẩm đã qua hết băng chuyền, công tắc hành trình b1 bị tác động, làm cho nó hồi về ngay

- Khi piston B về hết hành trình, công tắc hành trình b0 bị tác động, làm cho piston A hồi về vị trí ban đầu, kết thúc một chu trình nâng tầng sản phẩm

- Rơle : 04 cái

- Dây nối

Trang 20

- Dây nối

Trang 21

III./ Ý nghĩa:

II./ Thiết kế mạch khí nén:

- Gọi a0 là tiếp điểm báo có sản phẩm

- Gọi a1 là tiếp điểm báo cuối hành trình của xi lanh A

- Gọi b0 , b1 là các tiếp điểm đầu và cuối hành trình của xi lanh B

- Gọi A+, A-, B+, B- là các trạng thái hoạt động của xi lanh A và B

HÌNH 4.1

3./ Thành lập hàm và đơn giản bìa karnaugh:

Từ biểu đồ trạng thái ta thấy :

Trang 22

B+ = a1 b0 B- = a1 b1

- Vì trạng thái của A- và B+ giống nhau nên ta phải thêm vào một biến nhớ phụ X, từ đó, các hàm trở thành:

A+ = a0 b0 x\ A- = a1 b0 x B+ = a1 b0 x\ B- = a1 b1 x

Trang 23

4./ Sơ đồ logic:

B- B+

X

S

R 1

1

11

1

B

Trang 24

II./ Thiết kế mạch điện điều khiển:

HÌNH 4.4

a./Qui trình điều khiển:

Y1a

Y4aY3

a

Trang 25

1./Sơ đồ chức năng:

HÌNH 4.6 2./ Xác định I / O:

Trang 26

3./ Chöông trình PLC:

Trang 27

BÀI 5

Thiết kế mạch khí nén, điện – khí nén và viết chương trình PLC điều khiển cho một máy đóng nắp chai gồm 3 xi lanh hoạt động như sau:

- Khi nhấn nút start, xi lanh A đẩy sản phẩm ra đến vị trí đóng nắp rồi hồi về

- Khi xi lanh A hồi về xong, xi lanh B đẩy ra, thực hiện qúa trình đóng nắp rồi hồi về

- Khi xi lanh B hồi về xong, xi lanh C đẩy ra, đẩy sản phẩm ra khỏi vị trí đóng nắp rồi hồi về, kết thúc một chu trình đóng nắp chai

- nút nhấn thường hở : 01 cái

- Rơle : 06 cái

- Dây nối

Trang 28

- Dây nối

III./ Ý nghĩa:

Từ các mạch thí nghiệm khí nén, đện – khí nén và điều khiển bằng PLC, ta rút ra nhận xét: Đối với các mạch khí nén phức tạp, yêu cầu điều khiển phức tạp, nếu phối hợp giữa khí nén và điện thông qua các van điện từ thì hệ thống sẽ đơn giản hơn, tiết kiệm hơn Nếu kết hợp giữa khí nén, điện – khí nén và PLC thì hệ thống sẽ vô cùng đơn giản và linh hoạt Khi phối hợp điều khiển với PLC, ta dễ dàng thay đổi qui trình điều khiển

Trang 29

bằng cách thay đổi chương trình nạp vào PLC mà không cần phải kết nối lại mạch – Đây là ưu điểm lớn nhất của PLC

PHẦN C : HƯỚNG DẪN

- Gọi a0, a1, b0, b1, c0, c1 là các công tắc hành trình của các xi lanh A, B, và C

- Gọi A+, A-, B+, B-, C+, và C- là các trạng thái đẩy ra và hồi về của các xi lanh A,

B, và C

HÌNH 5.1

3./ Thành lập hàm và đơn giản bìa karnaugh:

Từ biểu đồ trạng thái ta có:

1

111

11

Trang 30

B+ = a0.b0.c0.x.y\ B- = a0.b1.c0 .x.y C+ = a0.b1.c0.x.y C- = a0.b1.c1.x\.y

X+ = a1.b0.c0.x\.y\ X- = a0.b0.c1 .x.y Y+ = a0.b1.c0.x.y\ Y- = a0.b0.c0.x\.y Bìa karnaugh:

xy\

xy

x\y

XY

Trang 31

B+ = a0x B- = y c./ Đơn giản hàm C:

xy\

xy

x\y

XY

Trang 32

4./ Sơ đồ logic:

Trang 33

Trang 34

III./ Viết chương trình PLC :

Trang 35

3./ Chöông trình ñieàu khieån:

Trang 36

HÌNH 5.7

Trang 37

BÀI 6

PHẦN A: BÀI TẬP

Thiết kế mạch khí nén, điện – khí nén và viết chương trình PLC điều khiển cho một máy gia công chi tiết gồm 3 xi lanh hoạt động theo yêu cầu sau:

- Khi nhấn nút start, xi lanh A đi ra, đẩy sản phẩm vào vị trí gia công, sau đó hồi về

- Khi xi lanh A hồi về xong, xi lanh B đẩy ra kẹp chi tiết

- Khi xi lanh B kẹp chi tiết xong, xi lanh C đẩy ra, tiến hành gia công chi tiết

- Khi gia công xong, xi lanh C hồi về

- Khi xi lanh C hồi về đến cuối hành trình, xi lanh B cũng hồi về, nhả sản phẩm ra, kết thúc một chu trình gia công chi tiết

- nút nhấn thường hở : 01 cái

- Rơle : 06 cái

- Dây nối

- Kết nối mạch điện điều khiển như hình vẽ, kiểm tra thật kỹ mạch trức khi cấp nguồn

Trang 38

- Dây nối

* Chú ý: Khi kết nối ngõ ra của PLC với các van điện từ cần chú ý đến điện áp ngõ ra của PLC và điện áp ngõ vào của các van điện từ

III./ Ý nghĩa:

Từ các mạch thí nghiệm khí nén, đện – khí nén và điều khiển bằng PLC, ta rút ra nhận xét: Đối với các mạch khí nén phức tạp, yêu cầu điều khiển phức tạp, nếu phối hợp giữa khí nén và điện thông qua các van điện từ thì hệ thống sẽ đơn giản hơn, tiết kiệm hơn Nếu kết hợp giữa khí nén, điện – khí nén và PLC thì hệ thống sẽ vô cùng đơn giản và linh hoạt Khi phối hợp điều khiển với PLC, ta dễ dàng thay đổi qui trình điều khiển

Tiêu đề	Bài tập thủy lực khí nén điều khiển bằng PLC có lời giải
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Thủy lực khí nén và điều khiển tự động
Thể loại	Bài tập
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	76
Dung lượng	413,94 KB