TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
CHỦ BIÊN:
THS. PHẠM NGỌC HIỆP
ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN
THỦY LỰC
GIÁO TRÌNH NỘI BỘ
Lời mở đầu
Giáo trình: Giáo trình điều khiển khí nén thủy lực
LỜI NÓI ĐẦU
Điều khiển khí nén thủy lực là môn học chuyên ngành quan trọng đối với sinh
viên ngành Điện điện tử. Môn học này trang bị cho sinh viên khả năng phân tích và
thiết kế hệ thống điều khiển khí nén thủy lực, điện khí nén trong công nghiệp và tự
động hóa dây chuyền sản xuất.
Giáo trình Điều khiển khí nén thủy lực gồm 05 chương:
- Chương 1: Tổng quan về hệ thống điều khiển khí nén thủy lực.
- Chương 2: Các phần tử trong hệ thống khí nén thủy lực.
- Chương 3: Phương pháp thiết kế mạch điều khiển khí nén.
- Chương 4: Phương pháp thiết kế mạch điều khiển điện khí nén.
- Chương 5: Ứng dụng PLC điều khiển hệ thống điện khí nén.
Môn học này cung cấp kiến thức cơ bản về nguyên tắc hoạt động của các van
khí nén thủy lực, các phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển bằng khí nén, điện khí
nén.
Tác giả viết giáo trình này với nhiều năm kinh nghiệm giảng dạy tại trường đại
học Bà Rịa – Vũng Tàu và dựa trên sự kế thừa từ các tài liệu trong và ngoài nước. Tuy
nhiên, lần đầu biên soạn Giáo trình Điều khiển khí nén thủy lực nên không thể tránh
khỏi những thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến của đồng nghiệp, các em sinh viên
để giáo trình hoàn thiện hơn.
Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về Ngành Điện - Điện tử Trường đại học Bà Rịa –
Vũng Tàu. Email: hiepbvu1978@gmail.com.
Trân trọng cảm ơn.
Vũng Tàu, Tháng 06 năm 2020
ThS. Phạm Ngọc Hiệp
Mục lục
Giáo trình: Thực hành Truyền động điện
MỤC LỤC
Nội dung
Trang
Chương 1: Tổng quan về điều khiển khí nén thủy lực.
1
1.1. Lịch sử phát triển và đặc trưng của hệ thống điều khiển khí nén thủy lực
1
1.1.1. Vài nét về sự phát triển.
1
1.1.2. Đặc trưng của khí nén thủy lực.
1
1.1.3. Ưu, nhược điểm của hệ thống điều khiển khí nén thủy lực.
2
1.2. Đơn vị đo trong hệ thống điều khiển khí nén thủy lực.
2
1.2.1. Áp suất.
2
1.2.2. Lực.
2
1.2.3. Công.
3
1.2.4. Công suất.
3
1.3. Một số định luật cơ bản sử dụng trong hệ thống khí nén thủy lực.
3
1.3.1. Phương trình trạng thái nhiệt động học.
3
1.3.2. Định luật Boyle- Mariotte.
3
1.3.3. Định luật 1: Gay – Lussac.
4
1.3.4. Định luật 2: Gay – Lussac.
3
1.4. Ứng dụng của khí nén thủy lực.
4
1.4.1. Trong lĩnh vực điều khiển.
4
1.4.2. Trong hệ thống truyền động.
5
1.5. Phân loại máy nén khí.
5
1.6. Cơ cấu chấp hành.
6
1.6.1. Khái niệm.
6
1.6.2. Xy lanh.
6
1.6.3. Động cơ khí nén.
12
Chương 2: Các phần tử trong hệ thống điều khiển khí nén thủy lực.
15
2.1. Khái niệm.
15
2.2. Các phần tử khí nén thủy lực.
16
2.2.1. Van đảo chiều.
16
2.2.2. Van chặn.
23
Mục lục
Giáo trình: Thực hành Truyền động điện
2.2.3. Van tiết lưu.
25
2.2.4. Van áp suất.
25
2.2.5. Van điều chỉnh thời gian.
26
2.3. Các phần tử điện, điện- khí nén.
27
2.3.1. Các phần tử điện.
27
2.3.2. Phần tử điện khí nén.
29
Bài tập chương 2.
30
Chương 3: Phương pháp thiết kế mạch điều khiển khí nén.
36
3.1. Biểu diễn biểu đồ trạng thái của quá trình điều khiển.
36
3.1.1. Ký hiệu trên biểu đồ trạng thái
36
3.1.2. Thiết lập biểu đồ trạng thái
37
3.2. Phương pháp thiết kế mạch điều khiển khí nén.
39
3.2.1. Điều khiển bằng tay.
39
3.2.2. Điều khiển tùy động theo thời gian.
40
3.2.3. Điều khiển tùy động theo hành trình.
42
3.2.4. Điều khiển theo tầng.
44
3.2.5. Điều khiển theo nhịp.
62
Bài tập chương 3
66
Chương 4: Phương pháp thiết kế mạch điều khiển điện khí nén.
70
4.1. Khái niệm cơ bản.
70
4.2. Phần tử mạch lôgic.
71
4.2.1. Phần tử lôgic NOT.
71
4.2.2. Phần tử lôgic AND.
71
4.2.3. Phần tử NAND.
72
4.2.4. Phần tử OR.
73
4.2.5. Phần tử NOR.
74
4.3. Phương pháp thiết kế mạch điều khiển điện khí nén.
75
4.3.1. Ký hiệu các phần tử mạch điều khiển điện khí nén.
75
4.3.2. Phương pháp điều khiển theo tầng.
76
4.3.3. Mạch điều khiển theo nhịp.
88
Bài tập chương 4.
110
Chương 5: Ứng dụng PLC điều khiển hệ thống điện khí nén.
129
Mục lục
Giáo trình: Thực hành Truyền động điện
5.5. Hướng dẫn sử dụng phần mềm Festo Fluidsim 4.2.
129
5.1.1. Các thành phần cung cấp (Suply Elements).
129
5.1.2. Cơ cấu chấp hành (Actuators)
129
5.1.3. Thay đổi tùy chọn cho xy lanh.
130
5.1.4. Sử dụng thước đo khoảng cách để tạo công tắc hành trình.
130
5.1.5. Thay đổi cấu hình Valves.
131
5.1.6. Mô phỏng
131
5.2. Phần mềm vá các bước thiết lập.
132
5.2.1. Các phần mềm cần thiết.
132
5.2.2. Các bước thiết lập phần mềm điều khiển.
132
5.2.3. Cài đặt kết nối phần mềm điều khiển.
132
5.3. Ứng dụng PLC điều khiển hệ thống điện khí nén.
133
5.3.1 Các thành phần của một hệ thống khí nén điều khiển PLC.
133
5.3.2. Sơ đồ kết nối phần tử đưa tín hiệu vào và tín hiệu ra với PLC.
134
5.3.3. Các bước thiết kế hệ thống điều khiển khí nén dùng PLC.
135
Câu hỏi ôn tập chương 5.
147