"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.
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:
p
Phaàn töû aùp suaát
Coâng taéc ngaét khaån caáp
5 bar
Nuùt ñoùng
t
Phaàn töû thôøi gian
1s
Nuùt ñoùng vaø ngaét
Tín hieäu reõ nhaùnh
Nuùt ngaét
Lieân keát OR
Coâng taéc choïn cheá ñoä laøm vieäc
A Nuùt töï ñoäng
Lieân keát AND
T Nuùt aán
Phaàn töû tín hieäu taùc ñoäng baèng cô
Ñeøn baùo
S
T T Nuùt aán taùc ñoäng ñoàng thôøi
Lieân keát OR coù 1 nhaùnh phuû ñònh
3

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.

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

49

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 -.

1.6

+
1.0
1.2 - 1
1.4

1.8

3

4

2

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.

+

1.0

A

Z (a)
1.3

A

E1

E

a

B

b

S P

-

E2
Y (b)

R

A

AN D

E1

2

1.7

OR
1.2

1.4

A

a

a b

P

b

a

1.6

A
a b

R

P

b

1.8

A

a

a b

R

P

b

R

a

A
a b

P

b

R

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.
Tín hieäu vaøo thöù nhaát
Tín hieäu vaøo thöù hai
n-1
A

Böôùc thöïc hieän

B

Teân böôùc thöïc hieän

n

Teân leänh
Loaïi leänh

Vò trí ngaét cuûa leänh

n+1

Hình 4.6. Kyù hieäu caùc böôùc vaø leänh thöïc hieän.

50

- 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-1

≥1

E1
E1
E1
E1
a1

n

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).
a1

SH Van V 1 = 1

A1

NS Pít toâng Z 1 ñi tôùi

NS

E1

Ñeøn tín hieäu cuoái
haønh trình saùng

S:

Loaïi leänh nhôù

NS:

Loaïi leänh khoâng nhôù

SH:

Loaïi leänh nhôù, maëc duø doøng naêng löôïng maát ñi.

T:

Loaïi leänh giôùi haïn thôøi gian.

D:

Loaïi leänh bò chaäm treã.

SD:

Loaïi leänh nhôù vaø bò chaäm treã.

NSD:

Loaïi leänh khoâng nhôù, nhöng chaäm treã.

ST:

Loaïi leänh nhôù vaø giôùi haïn thôøi gian.

Hình 4.8. Kyù hieäu leänh thöïc hieän.
b/ Ví duï thieát keá sô ñoà chöùc naêng


51

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 2.0
S3

Nuùt ñoùng (khôûi ñoäng)
Böôùc thöïc hieän

S4
Pít - toâng 1.0
Pít - toâng 2.0

S1

S2

1

1

2

3

4

5

0
1
0

Ñoà gaù keïp

Pít - toâng 1.0

Hình 4.9. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy khoan.


52



1.0

2.0

S.1

S.2

S.3

1.1

2.1

a

b

a

b

0.1
a

S.1

S.0

b

1.2

1.4

1.3

S.3

2.2

S.2

S.4

2.3

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.
S 0 Nuùt aán ñoùng
Coâng taéc haønh trình

1

S Pít toâng 1.0 ñi ra +

S2

Ñoà gaù - keïp chi tieát
S2
2


S4

Ñaàu khoan ñi ra
S4
3


S3

Ñaàu khoan luøi veà
S3
4


S1

Ñoà gaù - thaùo chi tieát

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

53

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.
S 0 Nuùt aán ñoùng
Coâng taéc haønh trình

1

SH Van 1.1 ôû vò trí a

Ñoà gaù - keïp chi tieát
S2
2

S4

NS Pít toâng 1.0 ñi ra +

S2

SH Van 2.1 ôû vò trí b

Ñaàu khoan luøi veà
S3
4

S2

SH Van 2.1 ôû vò trí a

Ñaàu khoan ñi ra

3



S2

SH Van 1.1 ôû vò trí b

Ñoà gaù - thaùo chi tieát


S2

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.


54



Leänh thao taùc

Reõ nhaùnh

Chöông trình con

Chieàu taùc duïng
Hôïp thaønh

Reõ nhaùnh

Leänh thao taùc baèng tay
Vò trí chuyeån tieáp
Nhaäp, xuaát döõ lieäu

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.


55



E0

Z1

E1

E2

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.
1

Khôûi ñoäng

Khoâng

Z1 +

Khoâng

E 0 =1

E 2 =1

Coù
E 1 =1

Coù

Coù

Z1 -

Khoâng

E 2 =1

Khoâng

Coù

E 1 =1

Khoâng

1
Coù
Keát thuùc

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.

56



1.0

+
Pít - toâng 1.0

1.1 A

a

a b

P R

b

Nuùt aán 3/2 (1.1)

1

2

3

4

5

a
b

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

+
Pít - toâng 1.0

1.2 A

a

a b

a
1.1 A

P R b

a b

P R

Van ñaûo chieàu 3/2 (1.2)

b

Nuùt aán 3/2 (1.1)

1

2

3

4

5

a
b
a
b

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

Xy - lanh taùc duïng keùp 1.0
Z (a)

1.3

A

Y(b)

a b


P R
1.2 A

1.1 A
a

a b

P R

b

a

a b

P R

b

Nuùt aán 3/2 (1.2)
Nuùt aán 3/2 (1.1)

1

2

3

4

5

a
b
a
b
a
b

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.


57


+

1.0

Z (a)

1.3

A
a

B

Y(b)

b

1.1 A
a

b

a

P R

a b

Nuùt aán 3/2 (1.2)

b

P R

3

4

5

b
a

1.2 A

a b

2

a


SP R

1

b
a

Nuùt aán 3/2 (1.1)

b

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.
1.0

Z(a)

1.3

A B
a

b

Y(b)

SP R
a

1.1 A

a b

P R

Phaàn töû thôøi gian 1.2
Nuùt aán 3/2 (1.1)

a

X

b

A
b

a b

R

P

+

1.2

1

2

3

4

5

a
b
a
b
a

t

b


58

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.
1.0

Z(a) 1.4
a

+

Nuùt aán coù raõnh ñònh vò 3/2 (1.1)

R

b

a b

R

P
1.1 A

b
R

P
b

a b

P

1.3 A
a

X

a b

a


SP

1.2 A
a

X

A B Y(b)

b

R

1

2

3

4

5

6

7

a
b
a
b
a

t

t

t

t

b
a
b

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.


59



1.0

Z(a) 1.4
a

a

R

SP

1.1 A
a b

P

A B

b

R

b

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.
1.0

Z(a) 1.4
a

a

SP

1.1 A
a b

P

A B

b

R

R

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.


60



1.2

1.0

+
Pít - toâng 1.0

Z(a)

1.3 A B
a

b

Y
(b)

a 1.1 b A b
a
P

R

P R

3

4

5

b
a

Coâng taéc haønh trình 3/2 (1.2)

a 1.2 b A b
a

2

a


SP R

1

b
a

Nuùt aán 3/2 (1.1)

b

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.
1.0

Z(a)
a 1.2

A

b

a b

a

A

Pít - toâng 1.0

1

a

b

1.3

Y(b)

SP R

a 1.3 A

b

a b

2

b

a b

P

R

P

+

A B

1.4

R

P
1.1

1.2

3

4

R

5

6

7

a
b
a
b
a


b
a
Nuùt aán coù raõnh ñònh vò 3/2 (1.1)
b


61

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
1.0

1.4
Z(a) a

A B

b

Y
(b)

SP R
a

1.1

A
a b

b

1.3
a

X

P R
a

A
a b

b

P R
1.2 A
a b

b

P R

+
Nuùt aán 3/2 (1.1)

1

2

3

4

5

a
b
a
b
a

t

b
a
b

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.


62



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.

I
II
e1

a1

a2

e2

e 1 ,e2 :
a 1 ,a 2 :
I:
II:

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

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.


63

I
II
III

a1

a2 a3
e2

e3

e1

e1 ,e2 ,e3 :
a1 ,a2 ,a3 :
I
:
II
:
III
:

Tín hieäu ñieàu khieån vaøo
Tín hieäu ñieàu khieån ra
Taàng thöù nhaát
Taàng thöù hai
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).
I
II
III
IV

a1

a2 a3
e2

e3

e1

e1 ,e2 ,e3 ,e4 :
a1 ,a2 ,a3 ,a4 :
I
:
II
:
III
:
IV
:

Tín hieäu ñieàu khieån vaøo
Tín hieäu ñieàu khieån ra
Taàng thöù nhaát
Taàng thöù hai
Taàng thöù ba
Taàng thöù tö

e4

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.


64



Tín hieäu ñieàu khieån
A
&

Nguoàn khí neùn
Xoùa (RESET)
Ñònh höôùng

Yn

Yn+1

P

P

Zn

Zn+1

L

Vaän haønh (SET)

L

Yn

Vaän haønh (SET)
Nguoàn khí neùn

Yn+1

≥1

Zn

Xoùa (RESET)

Zn+1

L

Ñònh höôùng

L

X
Tín hieäu phaûn hoài

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.
A1

A2

A3

A4

Zn
1

2

3

4

S R

S R

S R

S R
Yn+1

Yn

&

&

X1

&

X2

Yn+1

&

X3

X4

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.
A1

A2

1

Yn

A3

2

A4

3

A5

4

A6

5

6

P

Yn+1
P

Zn

Zn+1

L

L

X1

X2

X3

X4

X5

X6

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

65

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

Yn

Yn+1

P

P

Zn

Zn+1

L

L
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

Yn

Yn+1

P

P

Zn

Zn+1

L

L
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.


66


A

Yn

Yn+1

P

P

Zn

Zn+1

L

L
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.
A1

A2

A3

A4

Yn

Yn+1

P

P

Zn

Zn+1

L

L
X1

X2

X3

X4

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.


67


TRAÏNG THAÙI PÍT TOÂNG

NHÒP
1

B+

2

A-

3

C+

4

D+

5

D-

6

C-

7

B-A+

Thöïc hieän nhaûy
coùc 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:
k1 k 0

B+
Yn
P
Zn
L

A1

D+

C+
2

3

D-

4

B- A+

C5

6

A

A

A

A

A

A

b1

a0

c1

d1

d0

7

A

c0

Yn+1
P
Zn+1
L

b0 a1

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.
Nhòp thöïc hieän
(k=1)
Xy - lanh A

a1
a0

Xy - lanh B

3

4

5

6

7

8

9=1

c1
c0

Xy - lanh D

2

b1
b0

Xy - lanh C

1

d1
d0

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

68

Khi k = 0, ta coù bieåu ñoà traïng thaùi cuûa chöông trình thöùù hai.
Nhòp thöïc hieän
(k=0)
Xy - lanh A

a1
a0

Xy - lanh B

3

4

5

6

7

8

9=1

c1
c0

Xy - lanh D

2

b1
b0

Xy - lanh C

1

d1
d0

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.
NHÒP

TRAÏNG THAÙI PÍT TOÂNG

1

B+

2

A-

3

C+

4

D+

5

D-

6

C-

7

B-A+

Laäp laïi nhòp 3-4-5-6
khi 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).


69



k1 k0

B+
Yn
P
Zn
L

A1

C+
2

D+

3

D-

4

B- A+

C5

6

A

A

A

A

A

A

b1

a0

c1

d1

d0

c0

7

A

Yn+1
P
Zn+1
L

b0 a1

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.


70


Yn
P
Zn
L

Yn
P
Zn
L

1

2

A

10

A

12

A

3

A

11

A

20

A

A

22

A

30

4

A

31

32

A

Yn+1
P
Zn+1
L

23

A

A

14

A

21

A

Yn
P
Zn
L

13

A

A

5

A

6

A

Yn+1
P
Zn+1
L

Yn+1
P
Zn+1
L

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.
k1 k0

Yn
P
Zn
L

1

A

2

A

3

20

A

A

21

A

Qui trình M

22

A

23

A

Qui trình 1

Yn
P
Zn
L

30

A

A

5

A

6

A

Yn+1
P
Zn+1
L

Qui trình N

31

A

4

32

A

Yn+1
P
Zn+1
L

Qui trình 2

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

71

"Thu Vien Sach Co Khi" – Thiet ke he thong dieu khien bang khi nen

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Destacado

Destacado (8)

Similar a "Thu Vien Sach Co Khi" – Thiet ke he thong dieu khien bang khi nen

Similar a "Thu Vien Sach Co Khi" – Thiet ke he thong dieu khien bang khi nen (20)

Más de Thu Vien Co Khi

Más de Thu Vien Co Khi (15)

Último

Último (20)

"Thu Vien Sach Co Khi" – Thiet ke he thong dieu khien bang khi nen