Giáo trình Điều khiển thủy lực khí nén (Nghề: Sửa chữa thiết bị tự động hóa - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:95

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Điều khiển thủy lực khí nén cung cấp cho người đọc những kiến thức như: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén; Các phần tử cơ bản trong hệ thống điều khiển thủy lực khí nén; Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén; Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén; Phương pháp điều khiển theo nhịp. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Điều khiển thủy lực khí nén (Nghề: Sửa chữa thiết bị tự động hóa - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC KHÍ NÉN NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HÓA TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 198/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Hệ thống điều khiển thủy lực – khí nén được biên soạn dành cho sinh viên cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH) của Trường Cao Đẳng Dầu Khí và thuộc môn học chuyên ngành. Các sinh viên nghề SCTBTĐH trước khi học môn học này cần hoàn thành môn học cơ sở ngành. Nội dung của giáo trình gồm 05 bài: Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Bài 2: Các phần tử cơ bản trong hệ thống điều khiển thủy lực khí nén Bài 3: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén Bài 4: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén Bài 5: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã tham khảo và trích dẫn từ nhiều tài liệu được liệt kê tại mục Danh mục tài liệu tham khảo. Chúng tôi chân thành cảm ơn các tác giả của các tài liệu mà chúng tôi đã tham khảo. Bên cạnh đó, giáo trình cũng không thể tránh khỏi những sai sót nhất định. Nhóm tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, phản hồi từ quý đồng nghiệp, các bạn người học và bạn đọc. Trân trọng cảm ơn./. Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 03 năm 2020 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: ThS. Nguyễn Xuân Thịnh 2. ThS. Ngô Trí Tùng 3. ThS. Nguyễn Thái Bảo
MỤC LỤC BÀI 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THỦY LỰC KHÍ NÉN .......................... 1 1.1. CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN ..................................................................... 1 1.1.1. Áp suất ........................................................................................................ 1 1.1.2. Lực: ............................................................................................................. 3 1.1.3. Công: ........................................................................................................... 3 1.1.4. Công suất:.................................................................................................... 3 1.2. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC KHÍ NÉN: ............. 3 1.2.1. Ưu nhược điểm hệ thống điều khiển bằng khí nén: .................................... 3 1.2.2. Ưu nhược điểm hệ thống điều khiển bằng thủy lực:................................... 4 BÀI 2: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC KHÍ NÉN ....................................................................................... 2 2.1. PHẦN TỬ CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG: ................................................. 3 2.1.1. Máy nén khí: ............................................................................................... 3 2.1.2. Hệ thống bể dầu, bơm thủy lực: .................................................................. 5 2.2. PHẦN TỬ TÍN HIỆU VÀO: ...................................................................... 8 2.2.1. Nút nhấn: ................................................................................................... 10 2.2.2. Cảm biến: .................................................................................................. 11 2.2.3. Công tắc hành trình: .................................................................................. 12 2.3. PHẦN TỬ XỬ LÝ TÍN HIỆU:................................................................. 10 2.3.1. Van áp suất: ............................................................................................... 10 2.3.2. Van Logic: ................................................................................................. 11 2.4. PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN: ........................................................................ 12 2.4.1. Nguyên lý hoạt động của phần tử điều khiển: .......................................... 12 2.4.2. Các phần tử điều khiển được sử dụng trong mạch điều khiển:................. 14 2.5. PHẦN TỬ CHẤP HÀNH: ........................................................................ 16 2.5.1. Xi lanh: ...................................................................................................... 16 2.5.2. Động cơ: .................................................................................................... 18 2.6. CÁC PHẦN TỬ KHÁC:........................................................................... 20 2.6.1. Timer, Counter: .......................................................................................... 20 2.6.2. Van tiết lưu:............................................................................................... 21 2.6.3. Van thoát nhanh: ....................................................................................... 22
BÀI 3: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG HỆ THỐNG THỦY LỰC, KHÍ NÉN ................................................................................................. 34 3.1. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THEO TẦNG: .................... 35 3.2. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC CƠ CẤU/ MÁY THỰC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIA TẦNG: .............................................................. 38 BÀI 4: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN ................................................................................................. 49 4.1. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THEO TẦNG: .................... 49 4.2. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC CƠ CẤU/ MÁY THỰC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIA TẦNG: .............................................................. 51 BÀI 5: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THEO NHỊP ................................. 59 5.1. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO NHỊP HỆ THỐNG THỦY LỰC, KHÍ NÉN: ............................................................ 63 5.2. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO NHỊP HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN ........................ Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 73
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ĐK Điều khiển TLKN Thủy lực khí nén P Áp suất F Lực A Tiết diện KN Khí nén ĐKN Điện khí nén HTB Hành trình bước J Joule W Watt
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Biểu diễn áp suất 2 Hình 1.2: Dải áp suất thường được sử dụng trong công nghiệp 3 Hình 2.1: Cấu trúc mạch ĐK và các phần tử 3 Hình 2.2: Chu kỳ hoạt động máy nén khí Pittông 4 Hình 2.3: Máy nén khí kiểu cánh gạt 4 Hình 2.4: Máy nén khí kiểu Root 5 Hình 2.5: Máy nén khí kiểu trục vít 5 Hình 2.6: Máy nén khí ly tâm 5 Hình 2.7: Bồn dầu thủy lực 6 Hình 2.8: Bộ lọc khí nén 6 Hình 2.9: Van lọc khí nén 7 Hình 2.10: Van điều áp 7 Hình 2.11: Van tra dầu 8 Hình 2.12: Nút nhấn thường đóng 8 Hình 2.14: Kí hiệu cảm biến tiệm cận điện dung 9 Hình 2.17: Kí hiệu van tràn, van an toàn 11 Hình 2.18: Cấu tạo van an toàn, kiểu bi 11 Hình 2.19: Kí hiệu van giảm áp 11 Hình 2.23: Trạng thái ban đầu van đảo chiều không duy trì 3/2 13 Hình 2.24: Trạng thái khi cổng điều khiển tác động 13 Hình 2.25: Trạng thái ban đầu van đảo chiều duy trì 3/2 14 Hình 2.26: Trạng thái khí 12 tác động, 14 không tác động 14 Hình 2.27: Trạng thái khi 14 tác động, 12 không tác động 14 Hình 2.28: Tín hiệu tác động bằng tay 15 Hình 2.29: Tín hiệu tác động bằng cơ 15 Hình 2.33: Xi lanh tác động kép 17 Hình 2.34: Xi lanh màng 17 Hinh 2.35: Xi lanh quay 17 Hình 2.36: Xi lanh lồng 17 Hình 2.37: Xilanh giảm chấn 18 Hình 2.38: Xilanh có vị trí pit - tông trung gian 18 Hình 2.39: Ký hiệu động cơ khí nén. 18 Hình 2.43: Động cơ trục vít 20 Hình 2.44: Timer khí nén T-ON 20 Hình 2.45: Van 1 chiều 21 Hình 2.46: Van tiết lưu 1 chiều 21 Hình 2.47: Van thoát nhanh 21 Hình 2.48: Van áp suất tuần tự 22 Hình 2.49: Bộ ổn tốc 22 Hình 2.50: Rơ le đóng mạch 23 Hình 2.51: Rơ le điều khiển 23 Hình 2.52: Rơ le đóng chậm 23 Hình 2.53: Rơ le mở chậm 24 Hình 2.54: Cách khai báo Công tắc hành trình 2 chiều 24 Hình 2.55: Cách khai báo Công tắc hành trình 1 chiều 25
Hình 2.56: Cách khai báo Van đảo chiều không duy trì 25 Hình 2.57: Cách khai báo Van đảo chiều duy trì 25 Hình 2.58: Cách khai báo Công tắc hành trình 25 Hình 2.59: Cách khai báo Công tắc áp suất 26 Hình 2.60: Cách khai báo Giác hút chân không 26 Hình 2.61: Cách khai báo Timer 26 Hình 2.62: Cách khai báo Counter 27 Hình 2.63: Cách khai báo công tắc hành trình 27 Hình 2.64: Cách khai báo van điện từ duy trì 28 Hình 2.65: Cách khai báo van điện từ không duy trì 28 Hình 2.66: Cách khai báo cuộn dây van điện từ 28 Hình 2.67: Cách khai báo Relay 29 Hình 2.68: Cách khai báo bộ đếm 29 Hình 2.69: Cách khai báo cảm biến tiệm cận 29 Hình 3.1: Chuyển đổi biểu đồ chuyển động 35 Hình 3.2: Biểu đồ hành trình thời gian 35 Hình 3.3: Biểu đồ điều khiển 36 Hình 3.4: Biểu đồ chức năng 36 Hình 3.5: Biểu đồ hành trình bước 37 Hình 3.6: Kí hiệu biểu đồ trạng thái 37 Hình 3.7: Module điều khiển theo nhịp khí nén kiểu A 38 Hình 3.8: Module điều khiển theo nhịp kiểu B 39 Hình 3.9: Module điều khiển theo nhịp kiểu C 39 Hình 3.10: Mạch Logic điều khiển theo nhịp 39 Hình 3.11: Mạch Logic điều khiển theo nhịp 40 Hình 3.12: Quy trình thực hiện theo nhịp nhảy cóc 40 Hình 3.13: Quy trình thực hiện theo nhịp lặp lại 40 Hình 3.14: Sơ đồ minh họa ĐK theo nhịp KN 40 Hình 3.15: Mạch điều khiển theo nhịp ĐKN (5 nhịp) 43 Hình 3.16: Sơ đồ minh họa ĐK theo nhịp ĐKN 43 Hình 4.1: Chia tầng trực tiếp trên sơ đồ HTB 50 Hình 4.2: Ví dụ gộp tầng 50 Hình 4.3: Chia tầng theo chu trình kín 51 Hình 4.4: Mạch điều khiển khí nén 2 tầng 51 Hình 4.5: Mạch điều khiển khí nén 3 tầng 52 Hình 4.6: Mạch điều khiển khí nén 4 tầng 52 Hình 4.7: Mạch ĐK KN 2 tầng – trùng hành trình 52 Hình 4.8: Mạch ĐK KN 3 tầng – trùng hành trình 53 Hình 4.9: Mạch ĐK KN 4 tầng – trùng hành trình 53 Hình 4.10: Ví dụ chia tầng KN 53 Hình 4.11: Thiết kế phương trình chia tầng KN 54 Hình 4.12: Sơ đồ mạch điều khiển 54 Hình 4.13: Sơ đồ ví dụ ĐK theo tầng KN 54 Hình 5.1: Chia tầng trực tiếp trên sơ đồ HTB 63 Hình 5.2: Ví dụ gộp tầng 63 Hình 5.3: Chia tầng theo chu trình kín 64 Hình 5.4: Mạch điều khiển 2 tầng ĐKN 64 Hình 5.5: Mạch điều khiển 3 tầng ĐKN 64
Hình 5.6: Mạch điều khiển 4 tầng ĐKN 65 Hình 5.7: Ví dụ chia tầng ĐKN 65 Hình 5.8: Thiết kế phương trình chia tầng ĐKN 65 Hình 5.9: Sơ đồ mạch ĐK ĐKN 66 Hình 5.10: Sơ đồ ví dụ ĐK theo tầng ĐKN 66
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Bảng qui đổi các đơn vị áp suất 2 Bảng 2.1: Kí hiệu phần tử tín hiệu vào thông dụng 10 Bảng 2.2: Kí hiệu các phần tử điều khiển thông dụng 15
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC KHÍ NÉN 1. Tên mô đun: Hệ thống điều khiển thủy lực - khí nén 2. Mã mô đun: TĐH19MĐ13 Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành: 60 giờ) Số tín chỉ: 04 3. Vị trí, tính chất ý nghĩa và vai trò của mô-đun: 3.1 Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học đo lường điện, kỹ thuật số, khí cụ điện; 3.2 Tính chất: Giáo trình cung cấp kiến thức, kỹ năng và năng lực tự chủ và trách nhiệm cho người học liên quan đến cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của các loại thiết bị trong hệ thống điều khiển thủy lực – khí nén. Người học sẽ thiết kế, vận hành và lắp ráp được các hệ thống điều khiển trong hệ thống thủy lực khí nén. 3.3 Ý nghĩa và vai trò của mô-đun: là môn học khoa học mang tính thực tế và ứng dụng thực tiễn dành cho đối tượng là người học chuyên ngành sửa chữa thiết bị tự động hóa. Mô-đun này đã được đưa vào giảng dạy tại trường Cao Đẳng Dầu Khí từ năm 2018 đến nay. Nội dung chủ yếu của mô-đun này nhằm cung cấp các kiến thức và kỹ năng thuộc lĩnh vực thủy lực khí nén: (1) Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén; (2) Các phần tử cơ bản trong hệ thống điều khiển thủy lực khí nén; (3) Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén; (4) Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén; (5) Phương pháp điều khiển theo nhịp. 4. Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + A1. Trình bày nguyên lý hoạt động của các phần tử khí nén, thủy lực. + A2. Phân tích được nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển khí nén, thủy lực. + A3. Thuyết minh được các ký hiệu phần tử thủy lực khí nén. - Về kỹ năng: + B1. Thiết kế được mạch điều khiển thủy lực khí nén. + B2. Lắp đặt và đấu nối được các phần tử và vận hành được mạch điều khiển hệ thống thủy lực khí nén. + B3. Khắc phục được các lỗi cơ bản của hệ thống thủy lực, khí nén. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + C1. Có thái độ tự tin, vững vàng khi làm việc với phần tử và mạch điều khiển hệ thống thủy lực khí nén. + C2. Tuân thủ các bước, nguyên tắc an toàn trong quá trình học tập. + C3. Chủ động, sáng tạo, phối hợp tốt phương pháp làm việc theo nhóm. + C4. Có ý thức bảo quản thiết bị, vệ sinh an toàn lao động. Bài 3: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trang 1
5. Chương trình mô-đun: 5.1. Chương trình khung: Thời gian học tập (giờ) Trong đó Số Thực Mã Kiểm Tên môn học, mô đun tín hành/ MH/MĐ/HP Tổng tra chỉ Lý thực tập/ số thuyết thí nghiệm/ bài tập/ LT TH thảo luận Các môn học chung/đại I 21 435 157 255 15 8 cương MHCB19MH02 Giáo dục chính trị 4 75 41 29 5 MHCB19MH04 Pháp luật 2 30 18 10 2 MHCB19MH06 Giáo dục thể chất 2 60 5 51 4 Giáo dục quốc phòng và MHCB19MH08 4 75 36 35 2 2 An ninh MHCB19MH10 Tin học 3 75 15 58 2 TA19MH02 Tiếng Anh 6 120 42 72 6 Các môn học, mô đun II 76 1755 613 1069 43 30 chuyên môn ngành, nghề II.1 Môn học, mô đun cơ sở 16 300 152 132 12 4 ATMT19MH01 An toàn vệ sinh lao động 2 30 26 2 2 TĐH19MH01 An toàn Tự động hóa 2 45 14 29 1 1 KTĐ19MĐ05 Điện kỹ thuật 1 3 60 28 29 2 1 TĐH19MĐ02 Điện tử cơ bản 3 60 28 29 2 1 KTĐ19MĐ13 Khí cụ điện 3 45 28 14 3 KTĐ19MĐ08 Đo lường điện 3 60 28 29 2 1 Môn học, mô đun chuyên II.2 60 1455 461 937 31 26 môn ngành, nghề TĐH19MĐ04 Kỹ thuật số 3 60 28 29 2 1 TĐH19MH05 Thiết bị đo lường 5 90 56 29 4 1 TĐH19MH06 Bản vẽ thiết bị đo lường 3 45 42 0 3 Hiệu chuẩn thiết bị đo TĐH19MĐ07 5 120 28 87 2 3 lường TĐH19MĐ08 Lắp đặt hệ thống TĐH 1 4 90 28 58 2 2 TĐH19MĐ09 Lắp đặt hệ thống TĐH 2 5 120 28 87 2 3 TĐH19MĐ10 Cơ sở điều khiển quá trình 3 60 28 29 2 1 TĐH19MĐ12 Đấu nối dây 2 45 14 29 1 1 Hệ thống điều khiển thủy TĐH19MĐ13 4 90 28 58 2 2 lực - khí nén TĐH19MĐ15 PLC 5 120 28 87 2 3 Bài 3: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trang 2
Thời gian học tập (giờ) Trong đó Số Thực Mã Kiểm Tên môn học, mô đun tín hành/ MH/MĐ/HP Tổng tra chỉ Lý thực tập/ số thuyết thí nghiệm/ bài tập/ LT TH thảo luận Hệ thống điều khiển phân TĐH19MĐ17 3 60 28 29 2 1 tán (DCS) Điều khiển quá trình nâng TĐH19MĐ18 4 90 28 58 2 2 cao Kiểm tra, chạy thử và xử lý TĐH19MĐ19 2 45 14 29 1 1 lỗi vòng điều khiển Thiết bị phân tích và theo TĐH19MH20 4 60 42 14 4 dõi TĐH19MH21 Khóa luận tốt nghiệp 3 135 27 105 3 TĐH19MH22 Thực tập sản xuất 5 225 14 209 2 Tổng số 97 2190 770 1324 58 38 5.2. Chương trình chi tiết mô-đun: Thời gian (giờ) Thực hành, Số TT Nội dung tổng quát Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm tra số thuyết thảo luận, bài tập LT TH 1 Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén 2 2 0 Bài 2: Các phần tử cơ bản trong hệ thống 2 22 12 9 1 điều khiển thủy lực khí nén 3 Bài 3: Phương pháp điều khiển theo nhịp 24 5 18 1 4 Bài 4: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ 22 5 17 thống thủy lực khí nén 5 Bài 5: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ 20 4 14 1 1 thống điện khí nén Cộng 90 28 58 2 2 6. Điều kiện thực hiện mô-đun: 6.1. Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: - Phòng học lý thuyết: đáp ứng phòng học chuẩn. Bài 3: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trang 3
- Phòng thực hành: Phòng thủy lực – khí nén. 6.2. Trang thiết bị máy móc: - Máy tính, máy chiếu, bảng, phấn, bút viết bảng/phấn trắng và màu, giẻ lau - Các thiết bị, máy móc: các thiết bị thủy lực khí nén, các bàn gá đặt thiết bị, các dây và ống nối, kìm cắt, cờ lê, đồng hồ số và các thiết bị/ công cụ/dụng cụ khác như đã liệt kê ở mục III. 6.3. Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: - Giáo trình, giáo án. - Các bản vẽ cấu tạo các thiết bị thủy lực, khí nén. - Qui trình thực hành (nếu có). - Phiếu đánh giá thực hành. - Phần mềm chuyên dụng. 6.4. Các điều kiện khác: 7. Nội dung và phương pháp đánh giá 7.1. Nội dung: - Kiến thức: bài 1, bài 2, bài 3, bài 4, bài 5. - Kỹ năng: bài 2, bài 3, bài 4, bài 5. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận trong công việc; + Tuân thủ nghiêm túc các quy định an toàn trong hệ thống thủy lực khí nén. 7.2. Phương pháp đánh giá: 7.1 Kiểm tra thưởng xuyên: - Số lượng bài: 02. - Cách thức thực hiện: Do giáo viên giảng dạy môn học/mô đun thực hiện tại thời điểm bất kỳ trong quá trình học thông qua việc kiểm tra vấn đáp trong giờ học, kiểm tra viết với thời gian làm bài bằng hoặc dưới 30 phút, kiểm tra một số nội dung thực hành, thực tập, chấm điểm bài tập. 7.2 Kiểm tra định kỳ: - Số lượng bài: 04, trong đó 02 bài lý thuyết và 02 bài thực hành. - Cách thức thực hiện: Do giáo viên giảng dạy môn học/mô đun thực hiện theo theo số giờ kiểm tra được quy định trong chương trình môn học ở mục III có thể bằng hình thức kiểm tra viết từ 45 đến 60 phút, chấm điểm bài tập lớn, tiểu luận, làm bài thực hành, thực tập. Giáo viên biên soạn đề kiểm tra lý thuyết kèm đáp án và đề kiểm tra thực hành kèm biểu mẫu đánh giá thực hành theo đúng biểu mẫu qui định. 7.3 Thi kết thúc môn học: lý thuyết và thực hành. - Hình thức thi: Tích hợp trắc nghiệm và thực hành Bài 3: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trang 4
- Thời giant thi: 90÷120 phút. - Chuẩn đầu ra đáp ứng: A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3, C4. Stt Bài kiểm tra Hình thức Nội dung Chuẩn đầu Thời gian kiểm tra ra đáp ứng 1. Bài kiểm tra Lý thuyết: tự Bài 1, bài 2 A1, A2 45÷60 phút số 1 luận/trắc nghiệm/báo cáo 2. Bài kiểm tra Thực hành Bài 2 và bài 3 B1, B2, C1, 90÷120 số 2 C2, C3, C4. phút 3. Bài kiểm tra Lý thuyết: tự Bài 3, bài 4 và A2, A3 45÷60 phút số 3 luận/trắc bài 5 nghiệm/báo cáo 4. Bài kiểm tra Thực hành Bài 4 và bài 5 B1, B2, B3, 90÷120 số 4 C1, C2, C3, phút C4. 5. Thi kết thúc Lý thuyết + Bài 1, bài 2 và A1, A2, 90÷120 mô đun thực hành bài 3, bài 4, A3, B1, B2, phút bài 5 B3, C1, C2, C3, C4. 8. Hướng dẫn thực hiện mô-đun 8.1. Phạm vi áp dụng chương trình - Chương trình mô đun này được áp dụng cho nghề sửa chữa thiết bị tự động hóa, trình độ trung cấp và cao đẳng. 8.2. Hướng dẫn một số điểm chính về phương pháp giảng dạy, học tập môn học: - Đối với giảng viên/giáo viên: + Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết hoặc tích hợp hoặc thực hành phù hợp với từng chương/bài học với thời lượng theo giờ dạy hoặc theo buổi dạy. + Tổ chức giảng dạy: tập trung đối với giờ lý thuyết và chia ca đối với giờ thực hành theo qui định. - Đối với người học: + Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu...) + Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết. Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết phải học lại môn học mới được tham dự kì thi lần sau. Bài 3: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trang 5
+ Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 6-8 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. + Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. + Tham dự thi kết thúc môn học. + Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 8.3. Những trọng tâm chương trình cần chú ý: Các bài có nội dung quan trọng như nhau. 9. Tài liệu cần tham khảo: [1]. Điều khiển điện khí nén, Trường Cao Đẳng Nghề Phú Thọ [2]. PGS TS Lê Hiếu Giang, TS Nguyễn Hồng Hạnh,, Công nghệ thủy lực và khí nén, NXB Đại học quốc gia [3]. Nguyễn Văn Ban, Chu Văn Đức, Giáo trình điều khiển điện khí nén, Trường Cao Đẳng Nghề Đắc Lắk (2014) [4]. Nguyễn Phúc Đáo, Hệ thống khí nén – thủy lực, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật [5]. Bùi Minh Thảo, Hệ thống điều khiển thủy lực khí nén, Trường Cao Đẳng Dầu Khí (2013) [6]. Phan Đình Huấn, Thực hành khí nén, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh, (2015) [7]. Nhiều tác giả, chuyên ngành Cơ điện tử, tủ sách Nhất nghệ tinh, NXB Trẻ, năm 2017; [8]. Nhiều tác giả, Sổ tay cơ khí, NXB Thế giới, tủ sách chuyên ngành Châu Âu, năm 2018; [9]. Table, Standards, Formulas, Mechanical and Metal Trades Handbook, Europa- Technical Book Serier, Europa Lehrmittel [10]. W. Haring, M. Metger, R.-C. Weber, Electropneumatics Advanced level, Festo Didactic GmbH & Co. KG. [11]. W. Braungardt, P. Lobelenz, G.Mark, FESTO Pneumatische Grundsteuerungen, Festo Didactic GmbH & Co. KG. [12]. J. P. Hasebrink, R. Kobler, FESTO Fundamentals of pneumatic control engineering, Festo Didactic GmbH & Co. KG. [13]. M. Pany, S. Scharf, FESTO Electropneumatics Basic level, Festo Didactic GmbH & Co. KG. Bài 3: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trang 6
[14]. Doris Schwarzenberger, FESTO Pneumatics Basic level, Festo Didactic GmbH & Co. KG. Bài 3: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trang 7
BÀI 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THỦY LỰC KHÍ NÉN GIỚI THIỆU BÀI 1: Bài 1 là bài giới thiệu tổng quan về hệ thống thủy lực khí nén: các đại lượng cơ bản, Ưu nhược điểm hệ thống thủy lực, khí nén MỤC TIÊU CỦA BÀI 1 LÀ: Về kiến thức: Trình bày được ưu nhược điểm của hệ thống thủy lực khí nén. Ứng dụng của hệ thống thủy lưc khí nén. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Nghiêm túc, tuân thủ đúng qui định an toàn trong hệ thống thủy lực khí nén. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1 Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 1 (cá nhân hoặc nhóm). Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định. ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1 Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng thủy lực – khí nén. Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu và các thiết bị dạy học khác Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan, các thiết bị thủy lực khí nén, các bàn gá đặt thiết bị, các dây và ống nối, kìm cắt, cờ lê, đồng hồ số và các thiết bị/ công cụ/dụng cụ khác. Các điều kiện khác: không có KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1 Nội dung: Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. Phương pháp: Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng hoặc kiểm tra viết dưới 30 phút.) Kiểm tra định kỳ lý thuyết/thực hành: không có. 1.1. CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN 1.1.1. Áp suất a. Định nghĩa: Áp suất (P) là một đại lượng vật lý, được định nghĩa là lực trên một đơn vị diện tích tác dụng theo chiều vuông góc với bề mặt của vật thể. Trong hệ SI, đơn vị của áp suất bằng Bài 3: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trang 1
Newton trên mét vuông (N/m2), được gọi là Pascal (Pa) mang tên nhà toán học và vật lý người Pháp Blaise Pascal. Áp suất 1 Pa là rất nhỏ. Hình 1.1: Biểu diễn áp suất b. Các đơn vị áp suất thông dụng: Pa bar KG/cm2 atm mmH20 mmHg psi Pa 1 1x10-5 1,01972x10-5 9,86923x10-6 1,01972x10-1 7,50062x10-3 1,45038x10-8 bar 1x105 1 1,01972 9,86923x10-1 1,01972x104 7,50062x102 1,45048x10 KG/cm2 9,80665x104 9.80665x10-1 1 9,67841x10-1 1x104 7,35559x102 1,42234x10 atm 1,01325x105 1,01325 1,03323 1 1,03323x104 7,60x102 1,46960x10 mmH20 9,80665 9,80665x10-5 1x10-4 9,67841x10-5 1 7,35559x10-2 1,42234x10-3 mmHg 1,33322x102 1,33322x10-5 1,35951x10-3 1,31579x10-3 1,35951x10-3 1 1,93368x10-2 psi 6,89473x103 6,89473x10-2 7,03065x10-2 6,80457x10-2 7,03067x102 5,17147x10 1 Bảng 1.1: Bảng qui đổi các đơn vị áp suất c. Phân loại áp suất: - Áp suât tương đối: Áp suất so với áp suất khí quyển (Áp suất khí quyển có giá trị bằng 1atm). Kí hiệu bằng chữ g phía sau mỗi đơn vị hoặc không có ghi kí hiệu. Ví dụ 1 psig hay 1 psi... - Áp suất tuyệt đối: Áp suất so với chân không tuyết đối (Môi trường không tồn tại không khí hay hút hết không khí). Kí hiệu bằng chữ a phía sau mỗi đơn vị. Ví dụ 1 psia... - Áp suất chênh áp: Chênh lệch giữa 2 nguồn áp suất (Hiệu áp suất), có phân biệt dấu ±. Bài 3: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trang 2
AÙp suaát tuyeät ñoái AÙp suaát dö 17 16 16 15 15 14 Khoaûng aùp suaát 14 13 coâng nghieäp 13 12 môû roän g 12 11 11 10 10 9 Khoaûng aùp suaát 9 8 thöôøng söû duïng 8 7 7 6 6 5 AÙp suaát thaáp 5 4 4 3 3 2 2 1 1 0 AÙp suaát khí quyển 0 Chaân khoâng tuyeät ñoái Hình 1.2: Dải áp suất thường được sử dụng trong công nghiệp 1.1.2. Lực: Áp lực là lực tác động lên diện tích bề mặt của một vật. Lực ép vuông góc với diện tích bề mặt chịu lực. Áp lực là đại lượng véc-tơ, tuy nhiên vì đã xác định được phương (vuông góc với bề mặt chịu lực) và chiều (hướng vào mặt chịu lực) nên khi nói về áp lực, người ta có thể chỉ nói về độ lớn (cường độ). Đơn vị đo của áp lực là Newton (N), F = P. A . 1.1.3. Công: Khi lực không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức: A = F .s.cos(α ) Đơn vị của công là Joule (J), 1 Joule là công sinh ra dưới tác dụng 1 Newton để vật thể m 2 kg dịch chuyển quãng đường 1m.= 1J 1= Nm 1 s2 1.1.4. Công suất: A Công suất là đại lượng được đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian P = , t đơn vị của công là Joule/giây (J/s) hoặc Watt (W). 1.2. ƯU NHƯỢC ĐIỂM HỆ THỐNG THỦY LỰC KHÍ NÉN: 1.2.1. Ưu nhược điểm hệ thống điều khiển bằng khí nén: a. Ưu điểm: Bài 3: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trang 3