Giáo trình Thủy lực khí nén - Chương 8: Hệ thống điều khiển khí nén và điện khí nén

Nội dung text: Giáo trình Thủy lực khí nén - Chương 8: Hệ thống điều khiển khí nén và điện khí nén

1. Ch−ơng 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 b−ớc thực hiện hoặc thời gian hành trình. Hành trình làm việc đ−ợc chia thành các b−ớc, sự thay đổi trạng thái trong các b−ớc đ−ợc biểu diễn bằng đ−ờng đậm, sự liên kết các tín hiệu đ−ợc biểu diễn bằng đ−ờng 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: Phần tử tín hiệu p Phần tử áp suất tác động bằng cơ t Phần tử thời gian Liên kết OR Liện kết AND Tín hiệu rẽ nhánh 8.1.2. Các ph−ơng pháp điều khiển Bao gồm các ph−ơng 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 108
2. 1.0 + - 1.2 A X 0 1 1.1 A P R 1 0 P R Biểu đồ trạng thái Trạng thái Ký hiệu Tên gọi Vị trí 1 2 3 4 5 6 Xilanh một (+) 1.0 chiều (-) Van đảo 1 1.2 chiều 3/2 0 1 1.1 Nút ấn 3/2 0 +/ Điều khiển gián tiếp 1.0 + - 1.3 A X Y 1 0 P R 1.1 A 1.2 A 1 0 1 0 P R P R Biểu đồ trạng thái 109
3. Trạng thái Ký hiệu Tên gọi Vị trí 1 2 3 4 5 6 Xilanh một (+) 1.0 chiều (-) Van đảo 1 1.3 chiều 3/2 0 1 1.2 Nút ấn 3/2 0 1 1.1 Nút ấn 3/2 0 b. Điều khiển theo thời gian 1.0 + - 1.3 A B X 1 0 Y 1.2 A S P R 1.1 A X 1 0 1 0 P R P R Biểu đồ trạng thái Trạng thái Ký hiệu Tên gọi Vị trí 1 2 3 4 5 6 Xilanh hai (+) 1.0 chiều (-) Van đảo 1 1.3 chiều 5/2 0 Phần tử thời 1 t 1.2 gian 0 1 1.1 Nút ấn 3/2 0 110
4. Điều khiển theo thời gian có chu kỳ tự động 1.0 1.4 A B X Y 1 0 1.2 A 1.3 A S P R X X 1 0 1 0 P R P R 1.1 A 1 0 P R Biểu đồ trạng thái Vị Trạng thái Ký hiệu Tên gọi trí 1 2 3 4 5 6 7 Xilanh hai (+) 1.0 chiều (-) Van đảo 1 1.4 chiều 5/2 0 Phần tử 1 1.3 thời gian 0 Phần tử 1 1.2 thời gian 0 1 1.1 Nút ấn 3/2 0 111
5. c. Điều khiển theo hành trình 1.0 1.2 1.3 1.4 A B X 1 0 Y S P R A 1.2 1.3 A 1 0 1 0 P R P R 1.1 A 1 0 P R Biểu đồ trạng thái Vị Trạng thái Ký hiệu Tên gọi trí 1 2 3 4 5 6 7 Xilanh hai (+) 1.0 chiều (-) Van đảo 1 1.4 chiều 5/2 0 Công tắc hành 1 1.3 trình 3/2 0 Công tắc hành 1 1.2 trình 3/2 0 1 1.1 Nút ấn 3/2 0 112
6. d. Điều khiển theo tầng +/ Mạch điều khiển 2 tầng I e1, e2 là tín hiệu điều khiển vào Tầng a , a là tín hiệu điều khiển ra II 1 2 a a Khi tầng I có khí nén, thì tầng II sẽ không có khí 1 2 nén và ng−ợc lại. e1 e2 +/ Mạch điều khiển 3 tầng I e1, e2, e3 là tín hiệu điều khiển vào Tầng II a1, a2, a3 là tín hiệu điều khiển ra III Khi tầng I có khí thì tầng II và III không a1 a2 a3 có khí, nghĩa là khi 1 tầng có khí thì 2 tầng còn lại e2 không có khí. e1 e3 +/ Mạch điều khiển 4 tầng I II Tầng III IV a a a a 1 2 3 4 e2 e3 e e 1 4 113
7. Ví dụ: A S1 S2 B S3 S4 1.2 1.3 1 0 1 0 P P S3 S2 1 0 1 0 S0 1.1 1 0 S4 1 0 S1 1 0 Biểu đồ trạng thái Trạng thái Tên gọi Vị trí 1 2 3 4 5 6 7 (+) Xilanh A S2 S (-) 1 (+) S4 Xilanh B (-) S3 114
8. e. Điều khiển theo nhịp A Y 1.2 n+1 AND 1 0 1.1 Yn 1 0 On OR P P Z Zn n+1 L L X n Mạch logic của chuổi điều khiển theo nhịp A1 A2 A3 A4 Zn S R 1 S R 2 S R 3 S R 4 Yn Zn+1 Yn+1 & & & & X1 X2 X3 X4 Biểu diễn đơn giản chuổi điều khiển theo nhịp A1 A2 A3 A4 1 2 3 4 Yn Yn+1 P P Zn Zn+1 L L X1 X2 X3 X4 115
9. Ví dụ: A S1 S2 B S3 S4 1 0 1 0 P P A1 A2 A3 A4 Yn 1 2 3 4 Yn+1 P P Z Z n n+1 L L X1 X2 X3 X4 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 Biểu đồ trạng thái Trạng thái Tên gọi Vị trí 1 2 3 4 5 6 7 (+) Xilanh A S2 S (-) 1 (+) S4 Xilanh B (-) S3 116
10. 8.2. hệ thống điều khiển điện khí nén 8.2.1. Các phần tử điện a. Nút ấn th−ờng mở b. Nút ấn th−ờng đóng c. Tiếp điểm th−ờng mở d. Tiếp điểm th−ờng đóng e. Rơle +/ Rơle điều khiển +/ Rơle thời gian tác động muộn SA +/ Rơle thời gian nhả muộn SR f. Nam châm điện của van g. Đèn báo hiệu 117
11. 8.2.2. Mạch điều khiển khí nén a. Mạch điều khiển có tiếp điểm tự duy trì +/ Mạch khí nén 1.0 + - AB 1.1 A B 1 0 Y 5 S R P +/ Biểu đồ trạng thái Trạng thái Tên gọi Vị trí 1 2 3 4 (+) Xilanh 1.0 (-) +/ Mạch điện điều khiển 1 2 3 4 (+) S 1 Xilanh lùi về K S 2 2 K2 Tiếp điểm tự Xilanh đi tới duy trì A 1 A K2 2 H3 Y5 (-) 118
12. b. Mạch điều khiển có rơle thời gian tác động chậm +/ Mạch khí nén 1.0 + - S2 AB 1.1 A B 1 0 Y 6 S R P +/ Biểu đồ trạng thái Trạng thái Tên gọi Vị trí 1 2 3 4 (+) Xilanh 1.0 (-) 1 Van đ/k 5/2 0 1 Ctắc hành trình S2 0 1 Rơle thời gian K2 0 t +/ Mạch điện điều khiển 1 2 3 4 5 6 (+) Xilanh lùi về K2 K4 S2 S4 K4 Xilanh đi tới A1 A1 K2 A2 H3 K4 A2 H5 Y6 (-) 119
13. c. Mạch điều khiển theo nhịp có 2 xilanh khí nén S1 S2 S3 S4 Y1 Y2 + + - - Xilanh A B B A KT Công tắc hành trình S5 S2 S4 S3 S1 Nam châm điện Y1 Y2 0 0 Mạch điện điều khiển (+) S 1 S1 SET SET quy trình trở về vị trí K ban đầu K S S K1 2 S 1 S2 4 3 5 K2 K3 K4 K4 K K4 3 K5 K 1 K2 K3 K4 K5 Y1 Y2 (-) 120
14. Tài liệu tham khảo [1]. Hệ thống điều khiển bằng thủy lực - Nguyễn Ngọc Ph−ơng, 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 Ph−ơng, 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. 121