Chương 4: Phương pháp thiết kế mạch điều khiển điện - khí nén
Giáo trình: Giáo trình điều khiển khí nén thủy lực Trang - 70 -
CHƯƠNG 4
PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN-KHÍ NÉN
Mục tiêu:
-
Vn dụng đưc các nguyên tắc logic điều khin, biu diễn các phần tử khí nén
thành mch logic.
-
Lp đưc mch điều khin khí nén thông qua các phương pháp điều khin.
-
Vn hành mô phỏng mch khí nén.
-
Rèn luyn tính chủ động, nghiêm túc trong hc tp v trong công vic.
Hoạt động giảng day:
-
Câu hỏi thảo lun.
-
Hot động làm vic nhóm.
-
Giải quyết tình huống/Case study.
-
Bài tp (làm ti lớp).
4.1. Khái niệm cơ bản
Điều khiển là quá trình của một hệ thống, trong đó dưới tác động của một hay
nhiều đại lượng vào, đại lượng ra được thay đổi theo một quy luật nhất định của hệ
thống. (Theo TC DIN 19266-Đức). Hệ thống điều khiển gồm: thiết bị điều khiển và đối
tượng điều khiển.
Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển.
- Đối tượng điều khiển là các thiết bị, máy móc trong kỹ thuật.
- Thiết bị điều khiển gồm: phần tử đưa tín hiệu vào, phần tử xử lý, điều khiển và cơ
cấu chấp hành.
- Tín hiệu điều khiển là đại lượng ra của thiết bị điều khiển và đại lượng vào của đối
tượng điều khiển.
Chương 4: Phương pháp thiết kế mạch điều khiển điện - khí nén
Giáo trình: Giáo trình điều khiển khí nén thủy lực Trang - 71 -
- Tín hiệu nhiễu là đại lượng được tác động từ ngoài vào hệ thống và gây ảnh hưởng
xấu đến hệ thống.
4.2. Phần tử mạch lôgic.
4.2.1. Phần tử lôgic NOT.
Trạng thái ban đầu đèn H sáng, khi tác động nút nhấn S1 rơle K có điện, bóng đèn
H tắt và ngược lại khi nhả nút ấn S1, bóng đèn H sáng.
Hình 4.2: Phần tử NOT.
Có hai phương pháp để biểu diễn phần tử NOT:
Phần tử NOT được biểu diễn bằng van đảo chiều 2/2 có vị trí “không”, tại vị trí
“không” cửa P nối với A. Khi chưa có tín hiệu khí nén tác động thì P nối với A; Khi có
tín hiệu khí nén tác động thì cửa A và cửa P bị chặn.
Phần tử NOT được biểu diễn bằng van đảo chiều 3/2 có vị trí “không”, tại vị trí
“không” cửa P nối với A. Khi chưa có tín hiệu khí nén cửa P nối với cửa A, cửa R bị
chặn; Khi có tin hiệu khí nén cửa A nối với R, cửa P bị chặn.
Hình 4.3: Ký hiệu phần tử NOT.
4.2.2. Phần tử lôgic AND.
Phần tử lôgic AND được biểu diễn như hình vẽ. Khi nhấn đồng thời nút ấn S1 và
S2 thì rơle K sẽ có điện đèn H sáng.
Chương 4: Phương pháp thiết kế mạch điều khiển điện - khí nén
Giáo trình: Giáo trình điều khiển khí nén thủy lực Trang - 72 -
Hình 4.4: Phần tử AND
Có 2 phương pháp biểu diễn phần tử AND. Phần tử AND là phần tử van lôgic
AND trong khí nén. Khi tín hiệu khí nén tác động đồng thời vào cửa P1, P2 thì cửa A sẽ
nhận được tín hiệu.
Phần tử AND được biểu diễn bằng tổ hợp của 2 van đảo chiều 3/2, có vị trí
“không” được mắc nối tiếp với nhau. Tại vị trí “không” cửa A bị chặn (kể cả khi tác động
nguồn khi nén vào 1 trong 2 tín hiệu điều khiển của 2 van đảo chiều 3/2); Khi tín hiệu khí
nén tác động đồng thời vào 2 van đảo chiều thì cửa A nối với P.
Phần tử AND được biểu diễn bằng tổ hợp của 2 van đảo chiều 2/2 có vị trí
“không” được mắc nối tiếp với nhau. Tại vị trí “không” cửa A bị chặn (kể cả khi tác động
nguồn khi nén vào 1 trong 2 tín hiệu điều khiển của 2 van đảo chiều 2/2); Khi tín hiệu khí
nén tác động đồng thời vào 2 van đảo chiều thì cửa A nối với P.
Hình 4.5: Ký hiệu phần tử AND.
4.2.3. Phần tử NAND.
Phần tử lôgic NAND được biểu diễn như hình vẽ. Ở trạng thái bình thường đèn H
sáng, khi tác động đồng thời nút ấn S1 và S2 thì rơle K mất điện đèn H sẽ không sáng.
Hình 4.6: Phần tử NAND.
Chương 4: Phương pháp thiết kế mạch điều khiển điện - khí nén
Giáo trình: Giáo trình điều khiển khí nén thủy lực Trang - 73 -
Có 2 phương pháp biểu diễn phàn tử NAND.
Phần tử NAND là tổ hợp của phần tử AND và một van đảo chiều 3/2 có vị trí
“không”, tại vị trí “không” cửa A nối với cửa P. Khi chưa có tín hiệu khí nén tác động
vào hai van đảo chiều 3/2 cửa A nối với nguồn P. Khi có một trong hai tín hiệu tác động
vào van đảo chiều 3/2, van đảo chiều vẫn ở vị trí cũ, cửa A vẫn nối với cửa P. Khi có
đồng thời cả hai tín hiệu tác động vào hai van đảo chiều 3/2 thì cửa A bị chặn.
Phần tử NAND là tổ hợp gồm hai van đảo chiều 3/2 có vị trí “không” được nối với
nhau. Tại vị trí “không” cửa A nối với cửa P. Khi có một trong hai tín hiệu khí nén tác
động vào van đảo chiều, van đảo chiều đổi vị trí, cửa A vẫn nối với cửa P. Khi có đồng
thời cả hai tín hiệu khí nén tác động vào van thì cửa A bị chặn.
Hình 4.7: Ký hiệu phần tử NAND.
4.2.4. Phần tử OR.
Phần tử OR được biểu diễn như hình vẽ. Khi tác động hoặc nút ấn S1 hoặc nút ấn
S2 rơle K có điện, đèn H sáng.
Hình 4.8: Phần tử OR.
Có hai phương pháp biểu diễn phần tử OR:
Phần tử OR gồm một tổ hợp van OR và một van đảo chiều 3/2 có vị trí “không”,
tại vị trí “không” cửa A bị chặn. Khi chưa có tín hiệu khí nén tác động thì cửa A bị chặn.
Khi có một trong hai tín hiệu khí nén tác động thì cửa P nối với cửa A.
Chương 4: Phương pháp thiết kế mạch điều khiển điện - khí nén
Giáo trình: Giáo trình điều khiển khí nén thủy lực Trang - 74 -
Phần tử OR được biểu diễn bằng 2 van đảo chiều 2/2 (hoặc van đảo chiều 3/2) có
vị trí “không” được nối song song với nhau, tại vị trí “không” cửa A bị chặn. Khi chưa có
tín hiệu khí nén tác động thì cửa A bị chặn. Khi có một trong hai tín hiệu khí nén tác
động thì cửa A nối với cửa P.
Hình 4.9: Ký hiệu phần tử OR.
4.2.5. Phần tử NOR.
Phần tử NOR được biểu diễn như hình vẽ. Ở trạng thái bình thường đèn H sáng.
Khí tác động hoặc nút ấn S1 hoặc nút ấn S2 rơ le K có điện, đèn H không sáng.
Hình 4.10: Phần tử NOR.
Có hai phương pháp biểu diễn phần tử NOR:
Phần tử OR gồm một tổ hợp van OR và một van đảo chiều 3/2 có vị trí “không”,
tại vị trí “không” cửa A nối với cửa P. Khi chưa có tín hiệu khí nén tác động thì cửa A
nối với nguồn. Khi có một trong hai tín hiệu tác động, van sẽ đổi vị trí, cửa A bị chặn.
Phần tử OR được biểu diễn bằng 2 van đảo chiều 2/2 (hoặc van đảo chiều 3/2) có
vị trí “không” được nối song song với nhau, tại vị trí “không” cửa A nối với cửa P. Khi
chưa có tín hiệu khí nén tác động thì cửa A nối với nguồn. Khi có một trong hai tín hiệu
khí nén tác động thì cửa A bị chặn.