Bài giảng Thiết kế hệ thống điều khiển điện – khí nén – thủy lực – theo phương pháp tầng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:51

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Thiết kế hệ thống điều khiển điện – khí nén – thủy lực – theo phương pháp tầng gồm các nội dung chính như sau Khái niệm phương pháp thiết kế mạch điều khiển theo tầng; thiết kế mạch điều khiển bằng khí nén sử dụng phương pháp tầng; thiết kế mạch điều khiển bằng điện sử dụng phương pháp tầng;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thiết kế hệ thống điều khiển điện – khí nén – thủy lực – theo phương pháp tầng

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN – KHÍ NÉN – THỦY LỰC – THEO PHƯƠNG PHÁP TẦNG. Hà Nội, năm 2020
I. KHÁI NIỆM PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG 1.1 Khái niệm - Thiết kế theo tầng được coi phương pháp được ứng dụng rộng rãi nhất trong việc thiết kế khí nén trong cả 2 phương pháp điều khiển bằng khí nén và điện-khí nén vì có thể dễ dàng thực hiện và hiểu hoạt động của mạch. - Thiết kế mạch điều khiển theo tầng là phương pháp thiết kế thành từng tầng riêng. Ở mỗi tầng hoàn thành một hoặc một số bước của chu kỳ điều khiển. 2
I. KHÁI NIỆM PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG 1.2 Nguyên tắc thiết kế mạch theo tầng Trong thieát keá maïch ñieàu khieån theo taàng caàn thoaû maõn hai nguyeân taéc:  Tín hieäu vaøo ôû caùc böôùc trong cuøng moät taàng khoâng ñöôïc truøng nhau. Do ñoù khi coù caùc tín hieäu vaøo gioáng nhau ta phaûi xeùt ñeán vieäc chia taàng.  Taïi thôøi ñieåm baát kyø chæ coù duy nhaát moät taàng ñieàu khieån hoaït ñoäng. 3
I. KHÁI NIỆM PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG 1.3 Cách chia tầng • Chia chu kỳ hoạt động của các cơ cấu chấp hành thành các tầng với điều kiện: Không có xy lanh nào vừa đi ra vừa đi về trong một tầng hoặc cơ cấu quay vừa chuyển động thuận chiều và ngược chiều trong cùng một tầng. A+ : xy lanh A đi ra A- : xy lanh A đi về thì điều kiện trong việc chia tầng là không có ký hiệu của một xy lanh nào lặp lại trong cùng một tầng. Ví dụ: có 3 xy lanh A, B, C hoạt động tuần tự như sau: Start, A+, B+ / B-, A-, C+ / C- Tầng: I / II / III 4
I. KHÁI NIỆM PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG 1.4 Các bước giải một bài toán theo tầng • Bước 1: Phân tích yêu cầu công nghệ và lựa chọn mạch lực. Từ yêu cầu của hệ thống điều khiển, ta xác định các biến cần thiết đó là các công tắc hành trình và vị trí lắp đặt, các cảm biến cần thiết sử dụng, các nút nhấn hay cần gạt lựa chọn (Start – nút khởi động, Stop – nút dừng, điều khiển tự động – Auto hay bằng tay – Man)….  Bước 2: Từ quy trình công nghệ, xây dựng biểu đồ trạng thái (biểu diễn các phần tử trong mạch, mối liên hệ giữa các phần tử và trình tự chuyển mạch của các phần tử. Cụ thể xác định có bao nhiêu cơ cấu chấp hành và trình tự hoạt động). 5
I. KHÁI NIỆM PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG 1.4 Các bước giải một bài toán theo tầng  Bước 3: Chia tầng  Bước 4: Lập quy trình thực hiện cho các tầng và các bước trong tầng  Bước 5: Thiết kế mạch điều khiển bằng sử dụng các mạch đảo tầng chuẩn.  Về nguyên tắc thiết kế mạch điều khiển bằng điện hay bằng khí nén sử dụng phương pháp theo tầng là giống từ bước 1->4. Khác nhau ở bước 5 giữa mạch đảo tầng bằng khí và bằng điện. 6
II. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN BẰNG KHÍ NÉN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG Ý nghĩa của việc xác định tín hiệu đầu tầng (E): - Các tín hiệu này chính là các điều kiện để chuyển tầng vì tại một thời điểm chỉ được phép một tầng có khí. • Tín hiệu đầu tầng n chính là tín hiệu cuối cùng được tác động của tầng n-1. • Tín hiệu đầu tầng 1 chính là tín hiệu cuối cùng của tầng n kết hợp với nút nhấn START (ON) (các tín hiệu đầu tầng thường là công tắc hành trình, ..) Mạch đảo tầng: bao gồm các van đảo tầng (thực chất là các van đảo chiều 4/2 hoặc 5/2 có duy trì). Số van đảo chiều bằng số tầng trừ đi 1 (bằng n-1) 7
II. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN BẰNG KHÍ NÉN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG 2.1 Mạch đảo tầng bằng khí nén Nguyên tắc hoạt động của mạch đảo tầng: • Ban đầu, mạch đảo tầng sẽ cấp khí cho tầng thứ n. • Sau khi nhấn nút ON, mạch đảo tầng sẽ cấp khí cho tầng thứ I. • Tín hiệu đầu tầng II sẽ được tác động khi tầng I kết thúc. • Tín hiệu đầu tầng III sẽ được tác động khi tầng II kết thúc….. • Tín hiệu đầu tầng n sẽ được tác động khi tầng n-1 kết thúc 8
Nhòp thöïc hieän 1 2 3 4 5=1 S2 Start Xy lanh A S1 S4 Xy lanh B S3 Taàng I II * Tín hiệu đầu tầng I (E1): = tín hiệu cuối cùng Tầng II (S1) kết hợp với START - Tín hiệu đầu tầng I (E1) : E1 = S1^Start * Tín hiệu đầu tầng II (E2): = tín hiệu cuối cùng Tầng I (S4) - Tín hiệu đầu tầng II (E2): E2 = S4 9
Nhòp thöïc hieän 1 2 3 4 5=1 S2 Xy lanh A S1 S4 Xy lanh B S3 I II III Taàng * Tín hiệu đầu tầng I (E1): = tín hiệu cuối cùng Tầng III (S3) kết hợp với START - Tín hiệu đầu tầng I (E1) : E1 = S3^Start * Tín hiệu đầu tầng II (E2): = tín hiệu cuối cùng Tầng I (S2) - Tín hiệu đầu tầng II (E2): E2 = S2 * Tín hiệu đầu tầng III (E3): = tín hiệu cuối cùng Tầng II (S4) - Tín hiệu đầu tầng II (E3): E2 = S4 10
II. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN BẰNG KHÍ NÉN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG 2.2 Các mạch chuẩn tầng a. Mạch chuẩn 2 tầng cơ bản Taàng I Taàng II E1 E2 Số lượng van đảo chiều: luôn bằng số tầng trừ đi 1. • Mạch 2 tầng (n=2) như vậy có 1 (n-1=1) phần tử nhớ. • E1 là tín hiệu đầu tầng I, E2 là tín hiệu đầu tầng II. • Ban đầu, khí từ nguồn sẽ cung cấp cho tầng 2, sau khi có tín hiệu E1 tác động, van 5/2 đổi vị trí làm cho khí được dẫn lên cung cấp cho tầng I, khí ở tầng II thoát ra ngoài. 11
a. Mạch chuẩn 2 tầng cơ bản T1  T2 Cách nối dây cho các tín hiệu đầu tầng: Cấp nguồn cho tín hiệu đầu tầng 1 (E1) là tầng phía trước tầng 1 (sẽ là tầng 2), cấp nguồn cho tín hiệu đầu tầng 2 (E2) là tầng phía trước tầng 2 (sẽ là tầng 1) Taàng I Taàng II E1 E2 Start 2 1 3 12
2.2 Các mạch chuẩn tầng b. Mạch chuẩn 3 tầng cơ bản Taàng I Taàng II Taàng III E2 E1 E3 • Mạch 3 tầng (n=3), như vậy sẽ có 2 (n-1 = 2) phần tử nhớ. • E1 là tín hiệu đầu tầng I, E2 là tín hiệu đầu tầng II, E3 là tín hiệu đầu tầng III. 13
b. Mạch chuẩn 3 tầng cơ bản Cách nối dây cho các tín hiệu đầu tầng: Cấp nguồn cho tín hiệu đầu tầng 1 là tầng phía trước tầng đó Taàng I Taàng II Taàng III E2 E1 E3 2 Start 1 3 14
2.2 Các mạch chuẩn tầng c. Mạch chuẩn 4 tầng cơ bản Taàng I Taàng II Taàng III Taàng IV E2 E3 E1 E4 • Mạch 4 tầng (n=4), như vậy sẽ có 3 (n-1 = 3) phần tử nhớ. • E1 là tín hiệu đầu tầng I, E2 là tín hiệu đầu tầng II, E3 là tín hiệu đầu tầng III, E4 là tín hiệu đầu tầng IV. 15
Taàng I Taàng II Taàng III Taàng IV E2 E3 E1 E4 16
E3 E2 17
c. Mạch chuẩn 4 tầng cơ bản Cách nối dây cho các tín hiệu đầu tầng: Cấp nguồn cho tín hiệu đầu tầng 1 là tầng phía trước tầng đó Taàng I Taàng II Taàng III Taàng IV E2 E3 E1 E4 Start 2 1 3 18
Ví dụ 1: • Bước 1: Với yêu cầu đề ra là điều khiển 2 xy lanh A và B theo chu trình điều khiển tự động. Để các chu trình này thực hiện tự động được chúng ta gắn trên mỗi xy lanh 2 công tắc hành trình, công tắc hành trình S1, S3 gắn ở đầu hành trình, S2 và S4 gắn ở cuối hành trình của 2 xy lanh A và B.  Bước 2: Thiết lập biểu đồ trạng thái như hình biễu diễn dưới đây: Nhòp thöïc hieän 1 2 3 4 5=1 S2 Xy lanh A S1 S4 Xy lanh B S3 I II III Taàng 19
• Bước 3 : Tiến hành việc chia tầng Có 3 tầng hoạt động, tầng I thực hiện chuyển động cho xy lanh A đi ra (A+), tầng II thực hiện 2 chuyển động là xy lanh A đi về và xy lanh B đi ra (A-, B+) và tầng cuối cùng là xy lanh B đi về (B-).  Tín hiệu đầu tầng I: E1 = Start * S3.  Tín hiệu đầu tầng II: E2 = S2.  Tín hiệu đầu tầng III: E3 = S4. 20