"thu vien sach co khi" – thiet ke he thong dieu khien bang khi nen

http://www.ebook.edu.vn Baøi giaûng: 'Ñieàu khieån khí neùn"

Chöông 4: Thieát keá heä thoáng ñieàu khieån baèng khí neùn. 49

Chöông 4: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN BAÈNG KHÍ NEÙN.

4.1. BIEÅU DIEÃN CHÖÙC NAÊNG CUÛA QUAÙ TRÌNH ÑIEÀU KHIEÅN: Trong moät heä thoáng goàm nhieàu maïch ñieàu khieån. Hôn nöõa trong quaù trình ñieàu

khieån, nhieàu heä thoáng ñöôïc keát hôïp vôùi nhau, ví duï: ñieàu khieån baèng khí neùn keát hôïp vôùi ñieän, thuûy löïc… Ñeå ñôn giaûn quaù trình ñieàu khieån, phaàn tieáp theo seõ trình baøy caùch bieåu dieãn caùc chöùc naêng cuûa quaù trình ñieàu khieån, goàm coù: Bieåu ñoà traïng thaùi, sô ñoà chöùc naêng vaø löu ñoà tieán trình. 4.2.1. Bieåu ñoà traïng thaùi:

a/ Kyù hieäu:

AT

T T

p

5 bar

t

1 s

S3

Coâng taéc ngaét khaån caápNuùt ñoùngNuùt ñoùng vaø ngaétNuùt ngaétCoâng taéc choïn cheá ñoä laøm vieäc

Nuùt aán taùc ñoäng ñoàng thôøiÑeøn baùoNuùt aánNuùt töï ñoäng

Phaàn töû aùp suaát

Phaàn töû thôøi gian

Lieân keát OR

Tín hieäu reõ nhaùnh

Lieân keát AND

Phaàn töû tín hieäu taùc ñoäng baèng cô

Lieân keát OR coù 1 nhaùnh phuû ñònh

Hình 4.1. Kyù hieäu bieåu dieãn bieåu ñoà traïng thaùi. b/ Thieát keá bieåu ñoà traïng thaùi: - Bieåu ñoà traïng traïng thaùi bieåu dieãn traïng thaùi caùc phaàn töû trong maïch, moái lieân

heä giöõa caùc phaàn töû vaø trình töï chuyeån maïch cuûa caùc phaàn töû. - Truïc toïa ñoä thaúng ñöùng bieåu dieãn traïng thaùi (haønh trình chuyeån ñoäng, aùp suaát,

goùc quay…). Truïc toïa ñoä naèm ngang bieåu dieãn caùc böôùc thöïc hieän hoaëc laø thôøi gian haønh trình. Haønh trình laøm vieäc ñöôïc chia laøm caùc böôùc. Söï thay ñoåi traïng thaùi trong caùc böôùc ñöôïc bieåu dieãn baèng ñöôøng ñaäm. Söï lieân keát caùc tín hieäu ñöôïc bieåu dieãn baèng ñöôøng neùt maõnh vaø chieàu taùc ñoäng ñöôïc bieåu dieãn baèng muõi teân.

Trong moãi cô caáu chaáp haønh, neùt lieàn maûnh phía treân bieåu thò cho vò trí cuûa cô caáu chaáp haønh ôû phía ngoaøi (ñi ra +), vaø ñöôøng lieàn maûnh ôû phía döôùi bieåu thò cho cô caáu chaáp haønh ôû phía trong (ñi vaøo -).

Ví duï 1: Thieát keá bieåu ñoà traïng thaùi cuûa qui trình ñieàu khieån sau: Xy - lanh taùc duïng hai chieàu 1.0 seõ ñi ra, khi taùc ñoäng vaøo nuùt aán 1.2 hoaëc 1.4.

Muoán xy - lanh luøi veà, thì phaûi taùc ñoäng ñoàng thôøi 2 nuùt aán 1.6 vaø 1.8.



Bieåu ñoà traïng thaùi cuûa xy - lanh 1.0 ñöôïc bieåu dieãn treân hình 4.2. Nuùt aán 1.2 vaø 1.4 laø lieân keát OR. Nuùt aán 1.6 vaø 1.8 laø lieân keát AND. Xy - lanh ñi ra kyù hieäu +, xy - lanh ñi vaøo kyù hieäu -.

1.2

1.4

1.0

1.6 1.8

4321

+

-

Hình 4.2. Bieåu ñoà traïng thaùi cuûa xy - lanh 1.0.

Sô ñoà maïch khí neùn cuûa qui trình treân ñöôïc bieåu dieãn trong hình 4.3.

RPS

BA

1.0 + -

Z

AE E 21

OR

1.41.2 A A

P P

1.3

a ba ba b a b

RR

1.81.6 A A

P P

a ba ba b a b

RR

A

E

E2

1

AND1.7

Ya b(a) (b)

Hình 4.3. Sô ñoà maïch khí neùn. 4.2.2. Sô ñoà chöùc naêng:

a/ Kí hieäu: Sô ñoà chöùc naêng bao goàm caùc böôùc thöïc hieän vaø caùc leänh. Caùc böôùc thöïc hieän

ñöôïc kyù hieäu theo soá thöù töï vaø caùc leänh goàm teân leänh, loaïi leänh vaø vò trí ngaét cuûa leänh.

Böôùc thöïc hieänTeân böôùc thöïc hieän

n

n - 1

Teân leänh

Loaïi leänh Vò trí ngaét cuûa leänh

Tín hieäu vaøo thöù nhaát

Tín hieäu vaøo thöù hai

AB

n + 1 Hình 4.6. Kyù hieäu caùc böôùc vaø leänh thöïc hieän.



- Kyù hieäu böôùc thöïc hieän ñöôïc bieåu dieãn ôû hình 4.7. Tín hieäu ra a1 cuûa böôùc thöïc hieän ñieàu khieån leänh thöïc hieän (van ñaûo chieàu, xy – lanh, ñoäng cô…) vaø ñöôïc bieåu dieãn baèng nhöõng ñöôøng thaúng naèm beân phaûi vaø phía döôùi kyù hieäu cuûa böôùc thöïc hieän. Tín hieäu vaøo ñöôïc bieåu dieãn baèng nhöõng ñöôøng thaúng naèm phía treân vaø beân traùi cuûa kyù hieäu böôùc thöïc hieän. Böôùc thöïc hieän thöù n seõ coù hieäu löïc, khi leänh cuûa böôùc thöïc hieän thöù (n-1) tröôùc ñoù phaûi hoaøn thaønh, vaø ñaït ñöôïc vò trí ngaét cuûa leänh ñoù. Böôùc thöïc hieän thöù n seõ ñöôïc xoùa, khi caùc böôùc thöïc hieän tieáp theo sau ñoù coù hieäu löïc.

n

n - 1 ≥ 1EE

EE

a

1

1

1

1

1

Hình 4.7. Kyù hieäu böôùc thöïc hieän.

- Kyù hieäu leänh thöïc hieän ñöôïc bieåu dieãn ôû hình: goàm 3 phaàn: teân leänh, loaïi leänh vaø vò trí ngaét leänh. Tín hieäu ra kyù hieäu cuûa leänh coù theå khoâng caàn bieåu dieãn ôû oâ vuoâng beân phaûi cuûa kyù hieäu. Quaù ñoù, ta coù theå nhaän thaáy ñöôïc moät caùch toång theå töø tín hieäu ñieàu khieån ra tôùi cô caáu chaáp haønh. Ví duï: tín hieäu ra a1 seõ ñieàu khieån van ñaûo chieàu V1 baèng loaïi leänh SH (loaïi leänh nhôù, khi doøng naêng löôïng trong heä thoáng maát ñi). Vôùi tín hieäu ra A1 töø van ñaûo chieàu ñieàu khieån pít – toâng Z1 ñi ra vôùi loaïi leänh NS (khoâng nhôù).

SHa 1 Van V = 11

A11Pít toâng Z ñi tôùiNS E 1

Ñeøn tín hieäu cuoái haønh trình saùngNS

S: Loaïi leänh nhôùNS: Loaïi leänh khoâng nhôù

T: Loaïi leänh giôùi haïn thôøi gian.SH: Loaïi leänh nhôù, maëc duø doøng naêng löôïng maát ñi.

ST: Loaïi leänh nhôù vaø giôùi haïn thôøi gian.NSD: Loaïi leänh khoâng nhôù, nhöng chaäm treã.SD: Loaïi leänh nhôù vaø bò chaäm treã.

D: Loaïi leänh bò chaäm treã.

Hình 4.8. Kyù hieäu leänh thöïc hieän.

b/ Ví duï thieát keá sô ñoà chöùc naêng



Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy khoan nhö sau: sau khi chi tieát ñöôïc keïp chaët (xy - lanh 1.0 ñi ra), ñaàu khoan baét ñaàu ñi xuoáng (xy - lanh 2.0 ñi ra) vaø khoan chi tieát. Khi ñaàu khoan ñaõ luøi trôû veà (xy - lanh 2.0 ñi vaøo), chi tieát ñöôïc thaùo ra (xy lanh 1.0 ñi vaøo).

Sô ñoà chöùc naêng ñöôïc thieát keá trong hình 4.11. Theo hình 4.11 tín hieäu ra cuûa leänh thöïc hieän (ví duï leänh thöïc hieän 1), seõ taùc ñoäng tröïc tieáp cô caáu chaáp haønh (xy - lanh 1.0 ñi ra). Sau khi leänh thöù nhaát thöïc hieän xong, vò trí ngaét leänh thöïc hieän htöù nhaát laø coâng taéc haønh trình S2, thì böôùc thöïc hieän thöù hai seõ coù hieäu löïc. Theo qui trình thì leänh thöù nhaát naøy phaûi nhôù.

Theo hình 7.12 tín hieäu ra cuûa leänh thöïc hieän (ví duï leänh thöïc hieän 1), seõ taùc ñoäng tröïc tieáp leân van ñaûo chieàu, van ñaûo chieàu ñoài vò trí vaø vò trí ñoù phaûi ñöôïc nhôù trong quaù trình xy – lanh 1.0 ñi ra, tín hieäu ra töø van ñaûo chieàu taùc ñoäng tröïc tieáp leân cô caáu chaáp haønh (xy – lanh 1.0 ñi ra). Giai ñoaïn naøy khoâng caàn phaûi nhôù. Sau khi leänh thöù nhaát thöïc hieän xong, vò trí ngaét leänh thöïc hieän thöù nhaát laø coâng taéc haønh trình S2, thì böôùc thöïc hieän thöù hai seõ coù hieäu löïc.

Pít - toâng 1.00

1

0

1Pít - toâng 2.0

1 2 43 5

Böôùc thöïc hieän

Nuùt ñoùng (khôûi ñoäng)

Pít - toâng 1.0

Pít - toâng 2.0

S3

S4

S2S1

Ñoà gaù keïp

Hình 4.9. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy khoan.



1.0

S.21.4 S.3

2.0

S.1 S.2

0.1

2.1

a b

1.1

S.1

S.4

S.3

a b

a b

1.2

1.3 2.2 2.3S.0

Hình 4.10: Sô ñoà maïch khí neùn cuûa maùy khoan.

Sô ñoà chöùc naêng ñöôïc thieát keá treân hình 4.11. Theo hình 4.11 tín hieäu ra cuûa leänh thöïc hieän seõ taùc ñoäng tröïc tieáp leân cô caáu chaáp haønh. Sau khi leänh thöù nhaát thöïc hieän xong, vò trí ngaét leänh thöïc hieän thöù nhaát laø coâng taéc haønh trình S2, thì böôùc thöïc hieän thöù hai seõ coù hieäu löïc. Theo qui trình thì leänh thöù nhaát naøy phaûi ñöôïc nhôù.

Ñaàu khoan luøi veà

Ñaàu khoan ñi ra

Ñoà gaù - thaùo chi tieát4

3

2

1Ñoà gaù - keïp chi tieát

S 4S Pít toâng 1.0 ñi ra +

Pít toâng 1.0 ñi ra +

Pít toâng 1.0 ñi ra +

S

S

1S

S 3

4S

S 3

Nuùt aán ñoùng0S

Pít toâng 1.0 ñi ra +S

Coâng taéc haønh trình

S 2

2S

Hình 4.11. Sô ñoà chöùc naêng vôùi tín hieäu ra tröïc tieáp taùc ñoäng leân cô caáu chaáp haønh.



Theo hình 4.12 tín hieäu ra cuûa leänh thöïc hieän seõ taùc ñoäng tröïc tieáp leân van ñaûo chieàu, van ñaûo chieàu ñoåi vò trí vaø vò trí ñoù phaûi ñöôïc nhôù trong quaù trình xy - lanh 1.0 ñi ra, tín hieäu ra töø van ñaûo chieàu taùc ñoäng tröïc tieáp leân cô caáu chaáp haønh (xy - lanh 1.0 ñi ra). Giai ñoaïn naøy khoâng caàn phaûi nhôù. Sau khi leänh thöù nhaát ñöôïc thöïc hieän xong, vò trí ngaét leänh thöïc hieän thöù nhaát laø coâng taéc haønh trình S2, thì böôùc thöïc hieän thöù hai seõ coù hieäu löïc.

Ñoà gaù - keïp chi tieát

Van 1.1 ôû vò trí aSH1

2Ñaàu khoan ñi ra

Ñaàu khoan luøi veà3

4Ñoà gaù - thaùo chi tieát

Van 2.1 ôû vò trí aSH

SH Van 2.1 ôû vò trí b

Van 1.1 ôû vò trí bSH

2S

S 4

3S

Nuùt aán ñoùng

Coâng taéc haønh trình

0S

Pít toâng 1.0 ñi ra +NS 2S

NS Pít toâng 1.0 ñi ra + S 2



Hình 4.12. Sô ñoà chöùc naêng vôùi tín hieäu ra cuûa kyù hieäu leänh tröïc tieáp taùc ñoäng leân van

ñaûo chieàu. 4.1.3. Löu ñoà tieán trình:

a/ Kyù hieäu: Kyù hieäu ñeå bieåu dieãn löu ñoà tieán trình theo DIN ñöôïc trình baøy treân hình 7.13.



Leänh thao taùc Chieàu taùc duïng

Reõ nhaùnhHôïp thaønh

Chöông trình con

Leänh thao taùc baèng tay

Nhaäp, xuaát döõ lieäu

Reõ nhaùnh

Vò trí chuyeån tieáp

Keát thuùc quaù trình

Ghi chuù

Hình 4.13. Kyù hieäu bieåu dieãn löu ñoà tieán trình. Löu ñoà tieán trình bieåu dieãn phöông thöùc giaûi (thuaät toaùn - algorithmus) cuûa moät

quaù trình ñieàu khieån. Löu ñoà tieán trình khoâng bieåu dieãn nhöõng thoâng soá vaø phaàn töû ñieàu khieån. Löu ñoà tieán trình coù öu ñieåm laø vaïch ra höôùng toång quaùt cuûa quaù trình ñieàu khieån vaø coù taùc duïng nhö laø phöông tieän thoâng tin giöõa ngöôøi saûn xuaát phaàn töû ñieàu khieån vaø kyõ thuaät vieân söû duïng phaàn töû ñoù.

b/ Ví duï thieát keá löu ñoà tieán trình Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa maïch ñieàu khieån ôû hình 7.14 ñöôïc thöïc hieän nhö sau:

- Böôùc thöïc hieän thöù nhaát: Khi pít – toâng ôû vò trí ban ñaàu (E1 = 1/E2 = 0), nuùt aán khôûi ñoäng E0 taùc ñoäng.

- Böôùc thöïc hieän thöù hai: Khi pít - toâng ñi ra ñeán cuoái haønh trình, chaïm coâng taéc haønh trình E2, pít - toâng

seõ luøi veà (Z1 -). - Böôùc thöïc hieän thöù ba:

Taïi vò trí ban ñaàu, pít - toâng chaïm coâng taéc haønh trình E1, quaù trình ñieàu khieån keát thuùc.

Quaù trình ñieàu khieån ñöôïc vieát nhö sau: - Böôùc thöïc hieän thöù nhaát: E0 ∧ E1 ∧ E2 = Z1+ → E2. - Böôùc thöïc hieän thöù hai: E2 = Z1- → E1. - Böôùc thöïc hieän thöù ba: E1 = keát thuùc quaù trình ñieàu khieån.



E2E0 E1Z1

Hình 4.14. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch ñieàu khieån. Löu ñoà tieán trình cuûa quaù trình ñieàu khieån trình baøy treân hình 4.15.

Keát thuùc

Z -Khoâng

Coù

2E =1

Coù

E =11

1

Khôûi ñoäng

Khoâng

Khoâng

1E =1

Coù

Coù

0E =1

Coù

E =12

Z +1

Khoâng

Khoâng

1

1

Hình 4.15. Löu ñoà tieán trình.

4.2. PHAÂN LOAÏI PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÀU KHIEÅN: - Ñieàu khieån baèng tay. - Ñieàu khieån tuøy ñoäng theo thôøi gian. - Ñieàu khieån tuøy ñoäng theo haønh trình. - Ñieàu khieån theo chöông trình baèng cô caáu chuyeån maïch. - Ñieàu khieån theo taàng. - Ñieàu khieån theo nhòp. - Ñieàu khieån baèng boä choïn theo böôùc.

4.2.1. Ñieàu khieån baèng tay: Ñieàu khieån baèng tay ñöôïc öùng duïng phaàn lôùn ôû nhöõng maïch ñieàu khieån baèng

khí neùn ñôn giaûn, ví duï nhö caùc ñoà gaù keïp chi tieát. a/ Ñieàu khieån tröïc tieáp: Ñieàu khieån tröïc tieáp coù ñaëc ñieåm laø chöùc naêng ñöa tín hieäu vaø xöû lyù tín hieäu do

moät phaàn töû ñaûm nhaän. Ví duï maïch ñieàu khieån xy - lanh taùc duïng moät chieàu.



+1

Pít - toâng 1.0-

2 3 4 5

a

b

b

Pa a

1.1

Rb

A

1.0

Nuùt aán 3/2 (1.1)

Hình 4.16. Maïch ñieàu khieån tröïc tieáp.

Hình 4.17 bieåu dieãn maïch ñieàu khieån baèng tay goàm coù phaàn töû ñöa tín hieäu 1.1 vaø phaàn töû xöû lyù tín hieäu 1.2.

1.0

A1.2

RPa b

a b

+1

Pít - toâng 1.0-

2 3 4 5

a

bVan ñaûo chieàu 3/2 (1.2)A1.1

RPa ba b a

bNuùt aán 3/2 (1.1)

Hình 4.17. Maïch ñieàu khieån tröïc tieáp vôùi phaàn töû phaùt vaø xöû lyù tín hieäu.

b/ Ñieàu khieån giaùn tieáp: Pít - toâng ñi ra vaø luøi vaøo ñöôïc ñieàu khieån baèng phaàn töû nhôù 1.3. Maïch ñieàu

khieån vaø bieåu ñoà traïng thaùi trình baøy treân hình 4.18. 1.0

1.1 A

P

a ba b

R

Y(b)

1.2 A

P

a ba b

R

+1

Xy - lanh taùc duïng keùp 1.0-

2 3 4 5

a

ba


a


Van ñaûo chieàu 5/2 (1.3)P

a b

R

A1.3Z (a)

Hình 4.18. Maïch ñieàu khieån giaùn tieáp xy - lanh taùc duïng ñôn coù phaàn töû nhôù. Maïch ñieàu khieån xy - lanh taùc ñoäng hai chieàu vôùi phaàn töû nhôù 1.3 trình baøy ôû

hình 4.19.



RPS

BA

1.0

Z

1.1 A

P

a ba b

R

Ya b(a) (b)

1.2 A

P

a ba b

R

+1

Xy - lanh taùc duïng keùp 1.0-

2 3 4 5

a

ba


1.3

a


Van ñaûo chieàu 5/2 (1.3)

Hình 4.19. Maïch ñieàu khieån giaùn tieáp xy - lanh taùc duïng keùp coù phaàn töû nhôù.

4.2.2. Ñieàu khieån tuøy ñoäng theo thôøi gian: Ñieàu khieån tuøy ñoäng theo thôøi gian ñöôïc minh hoïa ôû hình 4.20. Khi nhaán nuùt aán

1.1 van ñaûo chieàu 1.3 ñoåi vò trí, pít - toâng 1.0 ñi ra, ñoàng thôøi khí neùn seõ qua cöûa X ñeå vaøo phaàn töû thôøi gian 1.2. Sau thôøi gian (t) van ñaûo chieàu 1.3 ñoåi vò trí.

Hình 4.20 bieåu dieãn sô ñoà maïch ñieàu khieån tuøy ñoäng theo thôøi gian coù chu kyø töï ñoäng.

RPS

BA

1.0

Z

1.1 A

Pa ba b

R

Ya b(a) (b)

1.2 A

P

a ba b

R

1.3

X

Nuùt aán 3/2 (1.1)

Phaàn töû thôøi gian 1.2


Xy - lanh taùc duïng keùp 1.0

b

ab

ab

a-

t

3+ 1 2 4 5



Hình 4.20. Sô ñoà maïch ñieàu khieån tuøy ñoäng theo thôøi gian vaø bieåu ñoà traïng thaùi. Bieåu ñoà traïng thaùi cuûa sô ñoà maïch ñieàu khieån tuøy ñoäng theo thôøi gian coù chu kyø

töï ñoäng trình baøy treân hình 4.21.

PS 1.31.2 A

a ba bP R

X

P1.1 A

R

aa b

b X a

1.0

1.4Z(a) BA

Ra b

Y(b)

A

P R

ba b

Nuùt aán coù raõnh ñònh vò 3/2 (1.1)





7654321+

a

b

ab

b

ab

t

-a

tt

t

Hình 7.21: Sô ñoà maïch ñieàu khieån tuøy ñoäng theo thôøi gian coù chu kyø töï ñoäng vaø bieåu

ñoà traïng thaùi. - Ñieàu khieån vaän toác: * Ñieàu khieån vaän toác baèng van tieát löu moät chieàu trình baøy ôû hình 4.22. Khi aán

coâng taéc 1.1, vaän toác ñi ra cuûa xy - lanh phuï thuoäc vaøo ñoä môû cuûa van tieát löu, khi ngaét coâng taéc 1.1, vaän toác ñi vaøo cuûa xy - lanh taêng leân nhôø khí neùn thoaùt qua hai ñöôøng van tieát löu vaø van moät chieàu.



RPS

BA

1.0

Z

1.1 A

Pa ba b

R

a b(a) 1.4

Hình 4.22. Ñieàu khieån vaän toác baèng van tieát löu moät chieàu.

* Ñieàu khieån vaän toác baèng van thoaùt khí nhanh trình baøy ôû hình 4.23. Khi aán coâng taéc 1.1, vaän toác ñi ra cuûa xy - lanh chaäm, khi ngaét coâng taéc 1.1, vaän toác ñi vaøo cuûa xy - lanh taêng leân nhôø khí neùn thoaùt qua van thoaùt khí nhanh.

(a)

1.1a

A

Pa

Rb

Za b

b

PS R

1.4 A

1.0

B

Hình 4.23. Ñieàu khieån vaän toác baèng van thoaùt nhanh.

4.2.3. Ñieàu khieån tuøy ñoäng theo haønh trình Cô sôû ñieàu khieån tuøy ñoäng theo haønh trình laø vò trí cuûa caùc coâng taéc haønh trình.

Khi moät böôùc thöïc hieän trong maïch ñieàu khieån coù loãi, thì maïch ñieàu khieån seõ ñöùng yeân.

- Ñieàu khieån tuøy ñoäng theo haønh trình moät xy - lanh trình baøy treân hình 4.24.




Coâng taéc haønh trình 3/2 (1.2)

Nuùt aán 3/2 (1.1)

BA1.3

R

1.1 Aa b a

P Ra b

(a)ZPS

a b

bA1.2

P Ra b

(b)Y

1.0 1.2Pít - toâng 1.0

a

b

b

a

ba

3+

-

1 2 4 5

Hình 4.24: Ñieàu khieån tuøy ñoäng theo haønh trình vôùi 1 xy - lanh.

- Ñieàu khieån tuøy ñoäng theo haønh trình vôùi moät xy - lanh coù chu kyø töï ñoäng trình baøy treân hình 4.25.

Maïch ñieàu khieån thöïc hieän töï ñoäng nhôø söû duïng nuùt aán coù raõnh ñònh vò 1.1, chöøng naøo nuùt aán 1.1 ôû vò trí b thì maïch seõ ngöøng hoaït ñoäng. Sô ñoà vaø bieåu ñoà traïng thaùi cuûa maïch ñieàu khieån tuøy ñoäng theo haønh trình vôùi moät xy - lanh coù chu kyø töï ñoäng trình baøy treân hình 4.25.

+ 1



Nuùt aán coù raõnh ñònh vò 3/2 (1.1)


Pít - toâng 1.0

a

ba

b

a

ba

b

-

a

2 3 4 5 6 7

1.3

RPS1.2 A

P R

P1.1

a

Ab

aa b

R

b

b

P R

1.3a

ab

A b

Z 1.4(a) a

1.0 1.2

(b)BAb

Y



Hình 4.25. Ñieàu khieån tuøy ñoäng theo haønh trình moät xy - lanh coù chu kyø töï ñoäng vaø bieåu ñoà traïng thaùi.

- Ñieàu khieån tuøy ñoäng theo haønh trình vôùi moät xy – lanh coù phaàn töû thôøi gian giôùi haïn thôøi gian döøng cuûa pít - toâng ôû cuoái haønh trình bieåu dieãn treân hình 4.26

RPS

BA

1.0

Z

1.1 A

Pa ba b

R

Ya b(a) (b)

1.3 A

P

a ba b

R

1.4

X

1.2 A

Pa ba b

R

Nuùt aán 3/2 (1.1)





54321+

a

b

ab

b

ab

a-

t

Hình 4.26: Sô ñoà vaø bieåu ñoà traïng thaùi cuûa maïch ñieàu khieån tuøy ñoäng theo haønh

trình vôùi moät xy - lanh coù phaàn töû thôøi gian.

4.2.4. Ñieàu khieån theo chöông trình baèng cô caáu chuyeån maïch Ñieàu khieån theo chöông trình baèng cô caáu chuyeån maïch coù ñaëc ñieåm laø chöông

trình ñöôïc thöïc hieän bôøi caùc loaïi cam laép treân truïc phaân phoái. Khi truïc phaân phoái quay, caùc cam seõ quay theo. Vò trí (ñoä naâng cuûa cam) taùc ñoäng leân noøng van, ñeå thay ñoài vò trí cuûa caùc van ñaûo chieàu.

Chieàu daøi truïc phaân phoái theo lyù thuyeát coù theå daøi baát kyø, soá voøng quay cuûa truïc phaân phoái töø 0,5 – 75 v/phuùt. Böôùc thöïc hieän coù theå leân ñeán 20 böôùc.



Hình 4.27. Ñieàu khieån theo chöông trình baèng truïc phaân phoái cuûa maùy tieän töï ñoäng.

4.2.5. Ñieàu khieån theo taàng Nguyeân taéc thieát keá maïch ñieàu khieån theo taàng laø chia caùc böôùc thöïc hieän coù

cuøng chöùc naêng thaønh töøng taàng rieâng bieät. Phaàn töû cô baûn cuûa ñieàu khieån theo taàng laø phaàn töû nhôù - van ñaûo chieàu 4/2 hoaëc 5/2. Ñieàu khieån theo taàng laø böôùc hoaøn thieän cuûa ñieàu khieån tuøy ñoäng theo haønh trình.

- Maïch ñieàu khieån cho hai taàng: Nguyeân taéc hoaït ñoäng laø khi taàng thöù nhaát coù khí neùn, thì taàng thöù hai seõ khoâng

coù khí neùn. Coù nghóa laø khi a1 = L, thì a2 = 0. Khoâng toàn taïi laø hai taàng coù khí neùn cuøng moät luùc.

e e1 2

a2a1

III

II: Taàng thöù hai.

Tín hieäu ñieàu khieån vaøo.Tín hieäu ñieàu khieån ra.Taàng thöù nhaát.

e ,e :a ,a :

21

I:1 2

Hình 4.28: Maïch ñieàu khieån 2 taàng.

- Maïch ñieàu khieån cho 3 taàng: Nguyeân taéc hoaït ñoäng laø khi taàng thöù nhaát coù khí neùn, thì taàng thöù hai vaø thöù ba

seõ khoâng coù khí neùn. Coù nghóa laø khi moät taàng coù khí neùn, thì 2 taàng coøn laïi seõ khoâng coù khí neùn.



e2

a2a1

e e1 3

a3

IIIIII e ,e ,e : Tín hieäu ñieàu khieån vaøo321

a ,a ,a : Tín hieäu ñieàu khieån ra321

I : Taàng thöù nhaátII : Taàng thöù haiIII : Taàng thöù ba


- Maïch ñieàu khieån 4 taàng vaø n taàng: Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuõng töông töï nhö ñaõ trình baøy ôû caùc maïch treân. Neáu soá

taàng thöïc hieän laø 4, thì soá van ñaûo chieàu caàn thieát laø 3. Töông töï nhö vaäy, neáu soá taàng thöïc hieän laø n thì soá van ñaûo chieàu laø (n-1).

e2

a2a1

e3

a3

IIIIII

e ,e ,e ,e : Tín hieäu ñieàu khieån vaøo321

a ,a ,a ,a : Tín hieäu ñieàu khieån ra321

I : Taàng thöù nhaátII : Taàng thöù haiIII : Taàng thöù ba

IV

e e1 4

IV : Taàng thöù tö

4

4


4.2.6. Ñieàu khieån theo nhòp: Caùc phöông phaùp ñieàu khieån ñöôïc trình baøy ôû caùc phaàn tröôùc coù moät ñaëc ñieåm

laø khi thay ñoåi qui trình coâng ngheä hay yeâu caàu ñeà ra, ñoøi hoûi phaûi thieát keá laïi maïch ñieàu khieån, nhö vaäy maát nhieàu thôøi gian vaø coâng söùc. Phöông phaùp ñieàu khieån theo nhòp khaéc phuïc ñöôïc nhöõng nhöôïc ñieåm treân.

a/ Caáu taïo khoái cuûa nhòp ñieàu khieån: - Caáu taïo khoái cuûa nhòp ñieàu khieån goàm coù 3 phaàn töû laø: phaàn töû AND, phaàn töû

nhôù vaø phaàn töû OR.



A

Y

P

Z

L

Vaän haønh (SET)n+1

n+1

Y

P

Z

L

n

n

Nguoàn khí neùn

Xoùa (RESET)

Ñònh höôùng

X

Vaän haønh (SET)

Nguoàn khí neùn

Xoùa (RESET)

Ñònh höôùng

Tín hieäu phaûn hoài

Tín hieäu ñieàu khieån

Y

Z

L

n+1

n+1

Y

Z

L

n

n

&

≥1

Hình 4.37. Caáu taïo khoái cuûa nhòp ñieàu khieån.

- Nguyeân taéc thöïc hieän cuûa ñieàu khieån theo nhòp laø: caùc böôùc thöïc hieän leänh xaûy ra tuaàn töï. Coù nghóa laø khi caùc leänh trong nhòp moät thöïïc hieän xong, thì seõ thoâng baùo cho nhòp tieáp theo, ñoàng thôøi seõ xoùa leänh nhòp thöïc hieän tröôùc ñoù.

Tín hieäu vaøo Yn taùc ñoäng (ví duï: tín hieäu khôûi ñoäng), tín hieäu ñieàu khieån A1 coù giaù trò L. Ñoàng thôøi seõ taùc ñoäng vaøo nhòp tröôùc ñoù Zn-1 ñeå xoùa leänh thöïc hieän tröôùc ñoù. Ñoàng thôøi seõ chuaån bò cho nhòp tieáp theo cuøng vôùi tín hieäu vaøo X1 (hình 4.38). nhö vaäy, khoái cuûa nhòp ñieàu khieån goàm caùc chöùc naêng:

- Chuaån bò cho nhòp tieáp theo. - Xoaù leänh cuûa nhòp tröôùc ñoù. - Thöïc hieän leänh cuûa tín hieäu ñieàu khieån.

Y

Z

n

n

S R1

S R2

&

X1

&

X2

S R3

&

X3

S R4

&

X4

Yn+1

Yn+1

A1 A2 A3 A 4

Hình 4.38. Maïch LOGIC cuûa chuoãi ñieàu khieån theo nhòp.

Bieåu dieãn ñôn giaûn chuoãi ñieàu khieån theo nhòp ñöôïc trình baøy treân hình 4.39. Nhòp thöù nhaát Zn seõ ñöôïc xoùa baèng nhòp cuoái cuøng Zn+1.

Yn

PZn

L

X6X5X4X3X2X1

A6A5A4A3A2A1

Yn+1

PZn+1

L

654321

Hình 4.39. Bieåu dieãn ñôn giaûn chuoãi ñieåu khieån theo nhòp.



Trong thöïc teá coù 3 loaïi khoái ñieàu khieån theo nhòp: - Loaïi kyù hieäu TAA: khi coång Yn coù giaù trò L, van ñaûo chieàu ñoåi vò trí: * Tín hieäu ôû coång A coù giaù trò L. * Chuaån bò cho nhòp tieáp theo baèng phaàn töû AND cuûa tín hieäu X. * Ñeøn tín hieäu saùng. * Phaàn töû nhôù cuûa nhòp tröôùc ñoù trôû veà vò trí RESET.

A

YP

Z

L

n+1

n+1

YP

Z

L

n

n

X Hình 4.40. Khoái kieåu TAA.

- Loaïi kyù hieäu TAB: Loaïi naøy thöôøng ñöôïc boá trí ôû vò trí cuoái cuøng trong chuoãi ñieàu khieån theo nhòp. Ngöôïc laïi vôùi kieåu TAA, kieåu TAB coù phaàn töû OR noái vôùi coång Yn (hình 4.41). Khi coång L coù khí neùn, thì toaøn boä caùc khoái cuûa chuoãi ñieàu khieån (tröø khoái cuoái cuøng) seõ trôû veà vò trí ban ñaàu. Nhö vaäy, khoái kieåu TAB coù chöùc naêng nhö laø ñieàu kieän ñeå chuaån bò khôûi ñoäng cuûa maïch ñieàu khieån. Khoái kieåu TAB cuõng coù chöùc naêng töông töï nhö khoái kieåu TAA. Ñoù laø: khi coång Yn coù giaù trò L, van ñaûo chieàu (phaàn töû nhôù) ñoåi vò trí:

* Tín hieäu ôû coång a coù giaù trò L. * Chuaån bò cho nhòp tieáp theo baèng phaàn töû AND cuûa tín hieäu ôû coång X. * Ñeøn tín hieäu saùng. * Phaàn töû nhôù cuûa nhòp tröôùc ñoù trôû veà vò trí RESET.

A

YP

Z

L

n+1

n+1

YP

Z

L

n

n

X Hình 4.41. Khoái kieåu TAB.

- Loaïi kyù hieäu TAC: Loaïi tín hieäu khoâng coù phaàn töû nhôù vaø phaàn töû OR. Nhö vaäy, loaïi TAC coù chöùc naêng laø trong nhòp ñieàu khieån tieáp theo, khi tín hieäu cuûa nhòp tröôùc ñoù vaãn coøn giaù trò L. thì ñeøn tín hieäu vaãn coøn saùng ôû nhòp tieáp theo.



A

YP

Z

L

n+1

n+1

YP

Z

L

n

n

X Hình 4.42. Khoái kieåu TAB.

Chuoãi ñieàu khieån vôùi nhòp 4 khoái: 3 khoái kieåu TAA vaø 1 khoái kieåu TAB bieåu dieãn ôû treân hình 4.43.

A

YP

Z

L

n

n

X

A

X

A

X

A

YP

Z

L

n+1

n+1

X

1 2 3 4

1 2 3 4

Hình 4.43. Chuoãi ñieàu khieån theo nhòp goàm: 3 khoái kieåu TAA vaø 1 khoái kieåu TAB.

4.3. THIEÁT KEÁ MAÏCH TOÅNG HÔÏP ÑIEÀU KHIEÅN THEO NHÒP: Phöông phaùp ñieàu khieån theo nhòp ñöôc öùng duïng roäng raõi trong kyõ thuaät ñieàu

khieån baèng khí neùn. Trong thöïc teá do nhöõng yeâu caàu coâng ngheä khaùc nhau, maø maïch thieát keá seõ khaùc nhau. Ñieån hình laø caùc maïch sau:

- Maïch ñieàu khieån theo nhòp vôùi chu kyø thöïc hieän nhaûy coùc. - Maïch ñieàu khieån theo nhòp vôùi chu kyø thöïc hieän laëp laïi. - Maïch ñieàu khieån theo nhòp vôùi caùc chu kyø thöïc hieän ñoàng thôøi. - Maïch ñieàu khieån theo nhòp vôùi caùc chu kyø thöïc hieän tuaàn töï.

4.3.1. Maïch ñieàu khieån theo nhòp vôùi chu kyø thöïc hieän nhaûy coùc: Bieåu ñoà thöïc hieän nhòp ñöôïc bieåu dieãn treân hình 4.58. Khi k = 1, töùc laø vò trí cuûa

van ñaûo chieàu coù ñònh vò ôû vò trí beân traùi, caùc böôùc thöïc hieän seõ laàn löôït töø böôùc thöù nhaát ñeán böôùc thöù baûy. Khi k = 0, töùc laø khi vò trí cuûa van ñaûo chieàu coù ñònh vò ôû vò trí beân phaûi, caùc böôùc thöïc hieän seõ laàn löôït töø böôùc thöù nhaát, böôùc thöù hai vaø nhaûy qua ñeán böôùc thöù baûy.



C +3

7

6

B - A +

C -

4

5

D +

D -

TRAÏNG THAÙI PÍT TOÂNG

B +1

2 A -

NHÒP

Thöïc hieän nhaûycoùc khi: k = 1

Hình 4.54. Bieåu ñoà thöïc hieän chu kyø nhaûy coùc.

Maïch ñieàu khieån theo nhòp vôùi chu kyø thöïc hieän nhaûy coùc:

Yn

PZnL

Yn+1

PZn+1L

654321 7

k0

AAAAAAA

B+ A- C+ D+ D- C-B- A+

b a1 0 c d1 1 d c0 0 b0 a1

k1

Hình 4.55. Maïch ñieàu khieån theo nhòp vôùi chu kyø thöïc hieän nhaûy coùc.

Nhö vaäy, maïch toång hôïp goàm coù 2 chöông trình. Khi k = 1, ta coù bieåu ñoà traïng thaùi cuûa chöông trình thöù nhaát.

Xy - lanh A

Xy - lanh B

1 2 43 5 76

Xy - lanh C

Xy - lanh D

aa

bb

cc

dd

9=18Nhòp thöïc hieän (k=1)

1

0

0

1

0

1

0

1

Hình 4.56. Bieåu ñoà traïng thaùi cuûa chöông trình thöù nhaát: (khi k = 1).



Khi k = 0, ta coù bieåu ñoà traïng thaùi cuûa chöông trình thöùù hai.

Xy - lanh A

Xy - lanh B

1 2 43 5 76

Xy - lanh C

Xy - lanh D

aa

bb

cc

dd

9=18Nhòp thöïc hieän (k=0)

1

0

0

1

0

1

0

1

Hình 4.57. Bieåu ñoà traïng thaùi cuûa chöông trình thöù hai: (khi k = 0).

4.3.2. Maïch ñieàu khieån theo nhòp vôùi chu kyø thöïc hieän laëp laïi: a/ Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Bieåu ñoà thöïc hieän nhòp ñöôïc bieåu dieãn treân hình 4.62. Khi k = 1, töùc laø vò trí cuûa

van ñaûo chieàu coù ñònh vò ôû vò trí beân traùi, caùc böôùc thöïc hieän seõ laàn löôït töø böôùc thöù nhaát ñeán böôùc thöù baûy. Khi k = 0, töùc laø khi vò trí cuûa van ñaûo chieàu coù ñònh vò ôû vò trí beân phaûi, caùc böôùc thöïc hieän seõ laàn löôït töø böôùc thöù nhaát ñeán böôùc thöù baûy. Sau ñoù seõ laëp laïi töø böôùc thöù ba ñeán böôùc thöù saùu.

Maïch ñieàu khieån theo nhòp vôùi chu kyø thöïc hieän laëp laïi bieåu dieãn treân hình 4.63.

TRAÏNG THAÙI PÍT TOÂNGNHÒP

B +1

A -2

D +4

3 C +

B - A +7

6

5 D -

C -

Laäp laïi nhòp 3-4-5-6khi k = 0

Hình 4.58: Bieåu ñoà thöïc hieän chu kyø laëp laïi.

b/ Ví duï öùng duïng: Qui trình coâng ngheä ñöôïc bieåu dieãn ôû bieåu ñoà traïng thaùi (hình 4.59).



Yn

PZnL

Yn+1

PZn+1L

654321 7

k0

AAAAAAA

B+ A- C+ D+ D- C-B- A+

b a1 0 c d1 1 d c0 0 b0 a1

k1

Hình 4.59: Maïch ñieàu khieån theo nhòp vôùi chu kyø thöïc hieän laëp laïi.

4.3.3. Maïch ñieàu khieån theo nhòp vôùi caùc chu kyø thöïc hieän ñoàng thôøi Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Sau khi qui trình M thöïc hieän xong, thì caùc qui trình 1, qui trình 2, qui trình 3 seõ

thöïc hieän ñoàng thôøi. Sau khi 3 qui trình thöïc hieän ñoàng thôøi hoaøn thaønh, tín hieäu ôû coång ra Yn+1 seõ ñöôïc keát hôïp laïi baèng phaàn töû AND, ñeå qui trình N thöïc hieän.

Nhö vaäy, tröôùc khi chuaån bò thöïc hieän ñoàng thôøi caùc qui trình, tín hieäu seõ ñöôïc phaân nhaùnh. Sau khi caùc qui trình ñoàng thôøi thöïc hieän xong, caùc tín hieäu seõ ñöôïc keát hôïp laïi. Nguyeân lyù hoaït ñoäng ñieàu khieån theo nhòp vôùi caùc chu kyø thöïc hieän ñoàng thôøi, ñöôïc bieåu dieãn treân hình 4.62.



Yn

PZnL

Yn+1

PZn+1L

4232221203 5

AAAAAAA

6

A

2

A

1

A A

14131211

AAAA

10

AYn+1

PZn+1L

Yn

PZnL

3231

AA

30

AYn+1

PZn+1L

Yn

PZnL

Hình 4.62: Maïch ñieàu khieån vôùi caùc chu kyø thöïc hieän ñoàng thôøi.

4. Maïch ñieàu khieån theo nhòp vôùi caùc chu kyø thöïc hieän tuaàn töï: Sau khi qui trình M thöïc hieän, neáu k = 1 thì qui trình thöù nhaát seõ thöïc hieän, neáu

k = 0, thì qui trình thöù hai seõ thöïc hieän. Sau ñoù, qui trình N seõ thöïc hieän.

Yn

PZnL

Yn+1

PZn+1L

4232221203 5

AAAAAAA

6

A

2

A

1

A A

3231

AA

30

AYn+1

PZn+1L

Yn

PZnL

Qui trình NQui trình 1Qui trình M

Qui trình 2

k0k1

Hình 4.63. Maïch ñieàu khieån vôùi chu kyø thöïc hieän tuaàn töï.

"thu vien sach co khi" – thiet ke he thong dieu khien bang khi nen

Education