Chương 4: Công nghệ điều khiển điện – khí nén

Nội dung text: Chương 4: Công nghệ điều khiển điện – khí nén

1. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo Chương 4 CÔNG NGHỆ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN – KHÍ NÉN 4.1 Các phần tử trong hệ thống 4.1.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển điện – khí nén Hình 4.1 Hệ thống điện – khí nén Hệ thống điều khiển bằng Điện- Khí nén (hình 4.1) so với hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén có điểm khác biệt cơ bản là: tín hiệu điều khiển là tín hiệu điện, theo đó các phần tử đưa tín hiệu, các phần tử xử lý tín hiệu và các van đảo chiều làm việc theo nguyên lý điện, điện - từ trường. 4.1.2 Các phần tử đưa tín hiệu 1. Nút ấn. Hình 4.2 trình bày nguyên lý cấu tạo, ký hiệu của một số dạng nút ấn trong mạch điện. a) Ký hiệu nút ấn Ký hiệu nút ấn thường mở (ON/START) thường đóng (OFF/STOP) b)Nút ấn tự giữ Hình 4.2 : a) nút ấn tự phục hồi; b) nút ấn tự giữ 48
2. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo 2. Công tắc hành trình điện-cơ (hình 4.3) Hình 4.3 Ký hiệu trên sơ đồ mạch điều khiển: Tiếp điểm thường mở Khi được tác động Tiếp điểm thường đóng Khi được tác động Ví dụ về nguyên tắc tác động theo hành trình của công tắc hành trình điện cơ (hình 4.4) Hình 4.4 Hình 4.5 trình bày một hệ thống với một xilanh kép điều khiển bằng điện – khí nén. Mạch sử dụng hai công tắc hành trình điện- cơ ( 1S1 và 1S2); Hình 4.5 Mạch ứng dụng công tắc hành trình 49
3. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo 3. Công tắc hành trình từ tiệm cận (Magnetic proximity switch), (hình 4.6) Ký hiệu Hình 4.6 Bộ tiếp điểm được làm bằng vật liệu sắt từ (Fe – Ni) và được đặt trong ống chứa khí trơ. Khi tiệm cận với từ trường của nam châm vĩnh cửu (hoặc nam châm điện), các tiếp điểm được từ hóa và hút nhau (tiếp xúc) cho dòng điện có thể chảy qua. Vị trí lắp đặt thường gặp (hình 4.7) Hình 4.7 Hình 4.8 mô tả cách biểu diễn công tắc hành trình từ tiệm cận trên ký hiệu của xilanh ( 1B1; 1B2) và cách nối công tắc trong mạch điện điều khiển hệ thống. Các rơ le điện từ KB1, KB2 đóng vai trò trung gian mang thông tin về trạng thái của công tắc 1B1, 1B2 tương ứng. Hình 4.8 Ví dụ ứng dụng công tắc từ tiệm cận 50
4. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo 4. Các cảm biến tiệm cận ( proximity sensors) ( hình 4.9) sensor Hình 4.9 Ví dụ về vị trí làm việc của cảm biến tiệm cận và sơ đồ mạch điện a. Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ (Inductive proximity sensor) (hình 4.10) Ký hiệu Hình 4.10 Nguyên lý hoạt động và ký hiệu trên sơ đồ mạch điện của sensor cảm ứng từ Các đặc trưng cơ bản của một cảm biến cảm ứng từ: - Đối tượng phát hiện: Kim loại sắt từ. - Khoảng cách phát hiện: 0,8 – 10mm, ( loại có độ nhạy cao nhất - max 250mm) - Điện áp cung cấp: 10-30 VDC - Dòng điện cung cấp ra tải: 75 - 400mA Nguyên lý hoạt động: Khi vật thể bằng kim loại được đưa vào vùng tác dụng của sensor, dòng điện xoáy xuất hiện trong vật thể, nó làm suy giảm năng lượng của bộ tạo dao động(Oscillator). Điều đó dẫn đến sự thay đổi dòng điện tiêu thụ của sensor. Như vậy, hai trạng thái: suy giảm và không suy giảm dòng điện tiêu thụ của sensor dẫn đến chuyển trạng thái “có” hay “không” bằng mức xung điện áp ra. Xem sơ đồ nguyên lý mạch điện tử của cảm biến cảm ứng từ (hình 4.11) 51
5. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo Hình 4.11 Sơ đồ nguyên lý của cảm biến cảm ứng từ b. Cảm biến tiệm cận điện dung ( capacitive proximity sensor) Ký hiệu Hình 4.12 Kí hiệu và sơ đồ nguyên lý Nguyên lý làm việc (hình 4.12): - Cảm biến điện dung phát hiện được các vật thể làm bằng vật liệu bất kỳ ( kim loại, đá, gỗ , nước ). - Khi vật thể được dẫn vào vùng tác dụng của cảm biến, điện dung của một tụ điện ( được hình thành bởi vật thể và bản cực của cảm biến) thay đổi. Điện dung này tham gia trong một mạch cộng hưởng RC của cảm biến. Trang thái cộng hưởng thay đổi dẫn đến thay đổi dòng điện tiêu thụ của cảm biến và tương ứng với “có” hay “ không có” vật thể trong vùng phát hiện của cảm biến. 52
6. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo c. Cảm biến tiệm cận quang (Optical proximity sensors) (hình 4.13) Ký hiệu Hình 4.13 Kí hiệu và sơ đồ nguyên lí Nguyên lý làm việc : Bộ phận phát sẽ phát đi tia hồng ngoại bằng điôt phát quang, khi gặp vật chắn, tia hồng ngoại sẽ phản hồi lại bộ phận nhận. Như vậy ở bộ phận nhận, tia hồng ngoại phản hồi là tín hiệu kích thích tạo nên tín hiệu ra. Tuỳ theo cách thiết lập vị trí của bộ phận phát và bộ phận nhận, người ta chia cảm biến quang thành 2 loại chính - Cảm biến quang phản hồi (hình 4.14a) - Cảm biến quang một chiều (hình 4.14 b) b. a. Hình 4.14 sử dụng cảm biến quang 5. Bộ chuyển đổi tín hiệu khí nén- tín hiệu điện (hình 4.15) Hình 4.15 53
7. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo Khi áp suất khí nén vào cửa 14 vượt giá trị đặt, bộ tiếp điểm chuyển mạch chuyển trạng thái mạch điện. Mạch ứng dung (hình 4.16), tiếp điểm của bộ chuyển đổi này được gửi vào mạch điện như hình vẽ. Hình 4.16 6. Bộ chuyển đổi áp suất – điện vạn năng(hình 4.17) Hình 4.17 Nguyên lý làm việc: - Chức năng chuyển đổi tín hiệu khí nén ( áp suất dư) – điện. Khi cổng P1 được nối với điểm có áp suất , cổng P2 để thông với khí quyển. Áp suất P1 được đưa vào ống lượn sóng và gây lên lực tác dụng cùng với lực đàn hồi của lò xo lên mặt đáy ống khiến cho khoảng cách gây hiệu ứng điện dung thay đổi. Nhiệm vụ của cảm biến điện dung là tạo ra tín hiệu điện dạng tương tự hoặc nhị phân đưa ra ngoài. Có thể đặt được giá trị tác động theo ý muốn thông qua lực đàn hồi của lò xo. Nguyên lý làm việc này cũng được dùng để giải thích tương tự cho hai chức năng dưới đây: - Chức năng chuyển đổi tín hiệu khí nén ( áp suất chân không) – điện.Khi P2 nối với điểm có áp suất chân không, cổng P1 để thông với khí quyển. 54
8. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo - Chức năng chuyển đổi tín hiệu khí nén (độ chênh lệch áp suất ) – điện.Khi cả hai cổng P1, P2 được nối với hai điểm có áp suất khác nhau, hiệu P1-P2 sẽ được kiểm soát. Ví dụ ứng dụng bộ chuyển đổi áp suất khí nén – điện FESTO – ARL-2N-PEV,các thông số kĩ thuật: P1 0.25/8bar P2 -0.2/-0.8bar ∆P= P1-P2 -0.95/8bar Tần số đóng mở 70Hz Dòng điện 400mA a.Mạch khí nén b. Mạch điện Hình 4.18 4.1.3 Phần tử xử lý tín hiệu Các phần tử xử lí tín hiệu được dùng trong hệ điều khiển điện- khí nén rất đa dạng, ví dụ như các mạch điện tử, máy tính số tuy nhiên trong nhiều trường hợp đơn giản chúng ta dùng Rơle điện từ (Relay) 1. Rơ le điện từ (hình 4.19) Ký hiệu Sơ đồ nguyên lý của relay Nguyên lý cấu tạo của relay Hình 4.19 55
9. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo 2. Rơ le thời gian Rơle thời gian còn gọi là các bộ định thời (Timer) thực hiện bằng khí nén đã được trình bày ở chương 3. Trong cấu trúc hệ điều khiển bằng điện- khí nén, người ta có thể sử dụng các timer thực hiện bằng điện tử, điện từ hay kết hợp các linh kiện điện tử với rơle điện từ, dưới đây trình bày hai kiểu rơle thời gian loại này: Hình 4.20 là rơle trễ đóng ( Delay ON) Hình 4.20 Hình 4.21 biểu diễn rơle trễ ngắt ( Delay OFF) Hình 4.21 4.1.4 Nguồn cung cấp Trong thực tế, phần lớn các phần tử điện- khí nén trong hệ thống được chế tạo với nguồn cung cấp là nguồn một chiều có điện áp 24V (hình 4.22) Hình 4.22 56
10. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo 4.2 Một số cấu trúc điều khiển điện – khí nén 4.2.1 Cách biểu diễn sơ đồ hệ thống (hình 4.23) Hình 4.23 Hình 4.23 mô tả sơ đồ hệ thống điều khiển điện – khí nén. Trong đó, phần mạch lực khí nén: thường bao gồm mạch cung cấp, đảo chiều và khống chế lưu lượng khí nén cho cơ cấu chấp hành, được thiết kế tương tự như hệ thống điều khiển bằng khí nén. Còn đối với mạch điều khiển được quy ước vẽ từ trên xuống theo thứ tự: lớp đưa tín hiệu vào; lớp xử lý tín hiệu và dưới cùng là lớp tín hiệu ra ( các cuộn dây điện từ của van đảo chiều). 4.2.2 Điều khiển trực tiếp Khi ấn nút S1, dòng điện chảy trực tiếp qua cuộn dây điện từ 1Y1 của van, tác dụng điện - từ làm chuyển mạch van khí nén 1V1, nguồn khí nén chảy từ 1 qua 2 cung cấp cho Xilanh 1A. Khi thôi ấn nút S1, dòng điện qua 1Y1 không tồn tại, van 1V1 trỏ về trạng thái ban đầu vốn có (hình 4.24) Hình 4.24 4.2.3 Điều khiển gián tiếp Tác động điều khiển gián tiếp thông qua rơ le điện từ K1 Hình 4.25 Điều khiển gián tiếp 57
11. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo 4.2.4 Mạch tự duy trì Mạch khí nén Mạch điều khiển tự duy trì- Mạch điều khiển tự duy trì- ngắt trội( Dominant reset) khởi tạo trội( Dominant set) Hình 4.26 Mạch tự duy trì 4.2.5 Điều khiển tự động theo hành trình (hình 4.27) Hình 4.27 Ấn nút khởi động (START), rơ le K1 tác động và tự duy trì bằng tiếp điểm K1(cột 2); tiếp điểm thường mở K1 ( cột 3) đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây điện từ 1Y1 để mở van đảo chiều 1V1 ( khí nén 1Æ4) đẩy cần piston đi ra. Khi ra đến vị trí mong muốn (nơi đặt công tắc hành trình 1S2), 1S2 bị tác động, tiếp điểm 1S2 trong mạch điều khiển ngắt mạch của K1, van 1V1 trở về trạng thái ban đầu ( 1Æ2), piston lùi về. Mạch điều khiển cũng cho phép đưa cần piston lùi về từ bất kì vị trí nào khi ấn nút STOP. 4.2.6 Điều khiển theo hành trình và áp suất Mạch điều khiển hình 4.28a được thiết kế với các chú ý sau đây: - Do van 1V1 là van 5/2 –xung nên không cần thiết phải dùng mạch tự duy trì; - 1B1 là công tắc chuyển đổi áp suất-điện: gồm mạch khí nén nối vào đường ống cung cấp khí nén cho xi lanh và mạch điện nối trong mạch điều khiển; - Công tắc 1B2 là công tắc từ tiệm cận; - Các công tắc 1B1 và 1B2 hoặc phải nhờ hai rơ le K2 và K3 làm trung gian ( như trong hình 4.28a) hoặc nối nối tiếp qua K2 như trong hình 4.28b để thỏa mãn điều kiện: piston chỉ được điều khiển lùi về khi thỏa mãn đồng thời hai yếu tố vừa đạt áp suất nén cần thiết ( quy định bởi 1B1) vừa đạt hành trình quy định bởi 1B2. 58
12. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo Hình 4.28a Hình 4.28b 4.2.7 Điều khiển theo hành trình và thời gian Hình 4.29 Hình 4.29 trình bày sơ đồ điều khiển hệ thống, ví dụ như có yêu cầu khi cần piston ra hết hành trình, cần thiết phải lưu lại một thời gian nào đó rồi tự động lùi về. Vì trong truyền động khí nén, tốc độ cơ cấu chấp hành thường phụ thuộc vào nhiều yếu tố và vì vậy khó duy trì ổn định nên thường áp dụng điều khiển theo thời gian tại các điểm dừng 4.2.8 Điều khiển theo cấu trúc tầng điện Phương pháp thiết kế mạch điều khiển điện-khí nén theo tầng cũng được xây dựng dựa trên những nguyên tắc đã nêu như đối với thiết kế điều khiển bằng khí nén theo tầng. Cấu trúc mạch hệ thống được chia thành hai phần cơ bản : mạch hệ thống khí nén và mạch điều khiển ( như đã trình bày trên hình 4.23). Thiết kế cấu trúc điều khiển theo tầng được thực hiện trong mạch điện, vì vậy các phần tử chuyển đổi tầng sẽ 59
13. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo là các rơle điện từ và các tín hiệu điều khiển dạng số là những tín hiệu điện áp hay dòng điện. Tuy nhiên hoàn toàn có thể áp dụng cho các công cụ lập trình khác như PLC hay vi điều khiển. Cụ thể, có thể tóm tắt lại các bước như sau: Bước 1: Lập sơ đồ hành trình bước Bước 2: Phân chia tầng Bước 3: Chọn van đảo chiều và các phần tử khí nén để thiết kế mạch khí nén. Bước 4: Thiết kế tầng điều khiển, gồm các phần tử chính yếu: - Phần tử chuyển tầng là các rơ le điện từ, số rơle điện từ dành cho chuyển tầng bằng n-1 (n: số tầng). - Số tín hiệu chuyển tầng bằng số tầng. - Các tín hiệu còn lại không tham gia chuyển tầng sẽ nằm trong tầng và dùng để điều khiển trực tiếp van đảo chiều trong bước thực hiện. Hình 4.30 biểu diễn mạch điều khiển 2 tầng (Line 1, Line 2). Rơ le K1 làm nhiệm vụ chuyển tầng; Các tín hiệu chuyển tầng gồm E1 thiết lập tầng 1; E2 dành thiết lập tầng 2 Hình 3.30 Mạch điều khiển 2 tầng Hình 4.31 biểu diễn mạch điều khiển 3 tầng (Line 1, Line 2 và Line 3). Các rơ le K1, K2 làm nhiệm vụ chuyển tầng; Các tín hiệu chuyển tầng: E1 thiết lập tầng 1; E2 thiết lập tầng 2 và E3 - tầng 3. Hình 4.31 Mạch điều khiển 3 tầng 60
14. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo Tương tự, tạo ra n tầng điện thì dùng n-1 rơle điều khiển (hình 4.32) Hình 4.32 Mạch điểu khiển n tầng Các ví dụ: 1. Thiết kế theo tầng điện- khí nén cho hệ thống hai xi lanh hoạt động theo biểu đồ hành trình bước như hình vẽ. Hình 4.33 61
15. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo Trong ví dụ này, rơle K1 đảm nhiệm chuyển tầng. Các tín hiệu chuyển tầng được cấp từ cụm (S1^1S1) và công tắc hành trình 2S2. Các tín hiệu được cấp từ 1S2 (thuộc tầng I) và 2S1(thuộc tầng II) dùng cho điều khiển trực tiếp Y3 và Y2 ( hình 4.33). 2. Thiết kế theo tầng điện-khí nén cho hệ thống có biểu đồ hành trình bước cho trong hình 4.34. Nhận thấy rằng hệ thống khí nén hoàn toàn tương tự như đối với ví dụ 1. Tuy nhiên, để nhận được biểu đồ chuyển động hoàn toàn không tương tự, chắc chắn phần mạch điều khiển sẽ phải được thiết kế theo cấu trúc khác. Mạch điều khiển được thiết kế theo 2 tầng như hình 4.34. Tín hiệu chuyển tầng gồm: E1 = 1S2 ; E2=2S2. Cụm tín hiệu khởi động chu trình: (S1^2S1) được đặt trong tầng II Hình 4.34 4.2.9 Điều khiển theo cấu trúc nhịp Nguyên tắc thực hiện của điều khiển theo nhịp là các bước thực hiện lệnh xảy ra tuần tự. Có nghĩa là khi các lệnh trong một nhịp thực hiện xong, thì sẽ thông báo cho nhịp tiếp theo , đồng thời sẽ xoá lệnh nhịp thực hiện trước đó . 1. Chuẩn bị cho nhịp tiếp theo; 2. Xoá các lệnh của nhịp trước đó; 3. Thực hiện lệnh của tín hiệu điều khiển; Hình 4.35 biểu diễn chuỗi điều khiển gồm 4 nhịp thực hiện theo nguyên tắc trên. Các tín hiều điều khiển A1 A4 được thiết lập sẽ đảm nhiệm 3 nhiệm vụ, ví dụ như A1: 62
16. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo điều khiển van đảo chiều nào đó; xóa trạng thái của nhịp thứ 4 bằng tín hiệu Z1; chuẩn bị thiết lập nhịp thứ 2 khi có tín hiệu điều khiển X1. Hình 4.35 Ví dụ ứng dụng: Thiết bị khoan có biểu đồ hành trình bước cho trên hình 4.36 Bảng mô tả các bước thực hiện: Nhịp 1 2 3 4 Xilanh A+ B+ B- A- Tín hiệu điều khiển SET^1S1 1S2 2S2 2S1 Tín hiệu điều khiển van Y1 Y3 Y4 Y2 Hình 4.36 63
17. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo 4.3 Các bài tập ứng dụng 4.3.1 Thiết kế hệ thống điều khiển điện-khí nén theo yêu cầu cho theo biểu đồ hành trình bước (hình vẽ bên) - Hệ thống có thể điều khiển bằng tay M (Manual) hoặc điều khiển tự động A ( Automation) - Giá trị áp suất cần điều chỉnh và thời gian t tuỳ chọn theo yêu cầu công nghệ . Tùy ý lựa chọn cấu trúc điều khiển. 4.3.2 Thiết bị phân phối phôi vật liệu , sơ đồ công nghệ và biểu đồ hành trình bước cho trên hình vẽ: Hệ điều kiện: + Thời gian t1 được hiệu chỉnh đủ cho hai khối vật liệu lăn qua vùng chặn; thời gian t2 được hiệu chỉnh theo yêu cầu về kích thước và số lượng phôi cần cấp. + Các điều kiện khác được mô tả trên biểu đồ hành trình bước. + Có thể làm việc tự động nhiều chu trình khi dùng một công tắc + Tốc độ ra vào của các piston cần được điều chỉnh như nhau. Nhiệm vụ: * Thiết kế hệ thống điều khiển bằng điện- khí nén ( Tìm ra cấu trúc điều khiển phù hợp nhất) Lập bảng kê các phần tử đựơc sử dụng trong sơ đồ: Phần tử Chú giải 4.3.3 Thiết bị ép cỏ khô cho gia súc, sơ đồ công nghệ và biểu đồ hành trình bước cho trên hình trang sau. Hệ điều kiện cho trên biểu đồ Nhiệm vụ: * Thiết kế hệ thống điều khiển bằng điện- khí nén (tùy chọn cấu trúc điều khiển). Lập bảng kê các phần tử đựơc sử dụng trong sơ đồ: Phần tử Chú giải 64
18. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo 4.3.4 Thiết bị nạp phôi cho máy cắt laser mô tả trên hình vẽ. Chi tiết cần gia công được đặt vào giá kẹp phối hợp bởi các xilanh 2A, 1A và được đưa vào vị trí gia công. Thời gian t2 cần cho gia công, khi gia công xong, 1A rút về - chi tiết được vận chuyển ra khỏi vị trí gia công bởi một khâu khác. Khi 1A đã rút về vị trí ban đầu, 2A sẽ được đưa ra vị trí sẵn sàng. Sử dụng các công tắc từ trường không tiệm cận gắn trên xilanh. Thiết kế hệ thống Điện- Khí nén (tùy chọn cấu trúc điều khiển) Lập bảng kê các phần tử đựơc sử dụng trong sơ đồ: Phần tử Chú giải 65
19. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo 4.3.5 Điều khiển một cylinder có biểu đồ hành trình bước như hình vẽ Hệ điều kiện: Như cho trên biểu đồ ( Khi cấp nguồn khí nén, trạng thái của piston tương ứng mức 1 – đây cũng là trạng thái kết thúc một chu trình điều khiển) - Yêu cầu công nghệ: Hành trình đi ra và đi về cần có điều chỉnh tốc độ. Số hành trình qua lại của piston tuỳ thuộc vào khoảng thời gian đặt. - Nhiệm vụ: * Chọn cấu trúc điều khiển theo nhịp thiết kế hệ thống điều khiển bằng điện - khí nén Lập bảng kê các phần tử được sử dụng trong sơ đồ: Phần tử Chú giải 4.3.6 Sơ đồ công nghệ thiết bị khoan cho trên hình vẽ bên Hệ điều kiện: Sau khi chi tiết cần khoan được đặt đúng vị trí, piston dẫn tiến bầu khoan đã rút lên vị trí cao nhất (xác định bằng cảm biến 1S1) hành trình dẫn tiến khoan bắt đầu khi ấn nút 1S4. Khoảng cách dẫn nhanh (không hạn chế lưu lượng ) được xác định bằng 1S2. Đoạn hành trình khoan cần có khả năng điều chỉnh tốc độ. Hành trình rút lên cần phải rất nhanh để tăng năng suất sản xuất. Yêu cầu công nghệ: Hành trình đi ra của piston được chia thành hai giai đoạn với yêu cầu khác nhau về tốc độ hành trình. Hành trình rút về cần có tốc độ lớn nhất có thể Nhiệm vụ: * Thiết lập biểu đồ hành trình bước của Xilanh * Thiết kế hệ thống điều khiển bằng điện – khí nén, sử dụng các công tắc từ trường tiệm cận gắn trên xilanh (tìm cấu trúc điều khiển phù hợp nhất) Lập bảng kê các phần tử đựơc sử dụng trong sơ đồ: Phần tử Chú giải 4.3.7 Thiết bị uốn (hình vẽ trang sau). Tấm kim loại X được đưa vào bằng tay. Bằng một nút ấn START, xilanh 1A ra kẹp chặt. Lực kẹp được kiểm soát bằng phần tử áp suất. Tín hiệu do nó cung cấp dùng để điều khiển cho 2A đi ra uốn sơ bộ để tấm kim loại cong một góc 900 và tự rút về. 2A về đến vị trí cuối cùng, một tín hiệu từ cảm biến vị trí sẽ điều khiển cho 3A thực hiện 66
20. Khoa Điện - Điện tử — HỆ THỐNG KHÍ NÉN, THUỶ LỰC Biên soạn: ThS. Nguyễn Phúc Đáo công đoạn uốn cuối cùng. Kết thúc công đoạn uốn, một tín hiệu từ phần tử áp suất nữa sẽ điều khiển đồng thời cho cả 3A và 1A rút về. Sản phẩm được lấy ra bằng tay. Nhiệm vụ: * Thiết lập biểu đồ hành trình bước của hệ thống * Thiết kế hệ thống điều khiển bằng điện – khí nén (tự chọn cấu trúc điều khiển ) Lập bảng kê các phần tử đựơc sử dụng trong sơ đồ: Phần tử Chú giải 4.3.8 Thiết bị làm sạch chi tiết sau gia công. Chi tiết cần làm sạch được vận chuyển theo băng tải W được xilanh 1A đẩy vào giá vận chuyển X, xilanh 2A kẹp, xilanh 3A đẩy vào buồng làm sạch Y, xi lanh 4A đẩy ra băng tải vận chuyển đi hướng Z. Biểu đồ hành trình bước như hình vẽ. Hãy chọn cấu trúc điều khiển điện-khí nén để thiết kế hệ thống. Lập bảng kê các phần tử đựơc sử dụng trong sơ đồ: Phần tử Chú giải 67