thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ chuyển động thuận ngược với 3 vận tốc v1,v2,v3 bằng phương pháp phân tầng với mạch động lực dùng thiết bị khí nén và mạch điều khiển dùng thiết bị điện

Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

đồ án môn học
Sinh viên : Phạm Gia Điềm
Lớp : Tự động hoá 3 K43
1. Nhiệm vụ thiết kế
Thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ chuyển động thuận ngợc với 3 vận
tốc v
1
, v
2
, v
3
có sơ đồ nh hình vẽ bằng phơng pháp phân tầng với mạch động lực
dùng thiết bị khí nén và mạch điều khiển dùng thiết bị điện.
2. Nội dung
- Thiết kế sơ đồ nguyên lý.
- Tính chọn thiết bị điều khiển.
- Thiết kế sơ đồ lắp ráp.
3. Thuyết minh và bản vẽ
- 1 quyển thuyết minh.
- 2 bản vẽ kỹ thuật khổ A
1
cho sơ đồ nguyên lý và lắp ráp.
cán bộ hớng dẫn
lu đức dũng
mục lục
Lời nói đầu
Chơng I: mô tả công nghệ hệ thống điều khiển của công nghệ
Chơng II: Thiết kế sơ đồ nguyên lý
1. Phơng pháp phân tầng

2. Xác định các tín hiệu vào ra
- 1 -
Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

3. xác địng các trạng thái
4. chu trình chuyển trạng thái
5. xác định các trạng thái nớc đôi và biến trung gian
6. đa ra sơ đồ
7. sơ đồ biến trung gian
8. Xác định hàm điều khiển biến trung gian và biến ra
9. sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển
10. kiểm tra sơ đồ cấu trúc
11. sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển
Chơng III: Tính chọn và thiết kế mạch lắp ráp
1. chọn các phần tử logic
2. chọn công tắc hành trình
3. Chọn rơle trung gian và bộ khuếch đạI tín hiệu
4. Chọn Van phân phối
5. Chọn thiết bị chấp hành
SƠ Đồ LắP RáP
1. Lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị
2. Sơ đồ lắp ráp của mạch điều khiển công nghệ
Kết luận
mở đầu
Sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia phụ thuộc rất nhiều vào mức độ cơ giới hoá và tự
động hoá các quá trình sản xuất. Với vai trò là mũi nhọn của kỹ thuật hiện đại, lĩnh vực tự động hoá
đang phát triển với tốc độ ngày càng cao. Những thành tựu của lý thuyết Điều khiển tự động, Tin học
công nghiệp, Điện tử công suất, Kỹ thuật đo lờng đã và đang đợc triển khai trên quy mô rộng lớn,
tạo nên những thiết bị và dây chuyền công nghiệp sản xuất tự động với năng suất cao và chất lợng
tốt. Trong quá trình sản xuất, việc tự động hoá một dây chuyền sản xuất đóng vai trò rất quan

trọng. Nó là cầu nối giữa các hạng mục sản xuất, giữa các phân xởng trong nhà máy, giữa các máy
công tác trong một dây chuyền. Việc điều khiển hoạt động của các dây chuyền hiện đại, tiên tiến
cũng ngày càng đa dạng và phức tạp.
Công nghệ chuyển động thuận ngợc với ba vận tốc đợc sử dụng rất nhiều trong công
nghiệp. Năng suất làm việc của công nghệ phụ thuộc rất nhiều vào quá trình điều khiển. Vì vậy, các
thiết bị điện và hệ thống điều khiển của máy khoan phải đảm bảo việc tiện lợi, có năng suất cao,
vận hành an toàn và thao tác đơn giản. Việc tự động hoá quá trình công nghệ sẽ làm giảm các thao
tác trong quá trình, tiết kiệm nhân công, nâng cao hiệu suất lao động và độ tin cậy sản xuất. Mục
tiêu của việc tự động hoá sản xuất đòi hỏi việc thiết kế hoạt động của công nghệ phải đảm bảo
tính tiện lợi về mặt sử dụng và dễ điều khiển cũng nh đáp ứng đầy đủ các đặc điểm, yêu cầu công
nghệ của hệ thống.
Trong hệ thống công nghệ, các thiết bị và máy móc hoạt động theo một trình tự logic chặt
chẽ nhằm đảm bảo chất lợng sản phẩm và an toàn cho ngời vận hành và thiết bị. Cấu trúc làm việc
- 2 -
Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

trình tự của dây chuyền đã đa ra yêu cầu cho điều khiển là điều khiển sự hoạt động thống nhất, chặt
chẽ của các cơ cấu chấp hành trong công nghệ. Khi thiết kế hệ thống phải tính đến các phơng thức
làm việc khác nhau để đảm bảo an toàn và xử lý kịp thời các h hỏng của hệ và phải luôn luôn có ph-
ơng án can thiệp trực tiếp của ngời vận hành đến việc dừng máy khẩn cấp. Phơng pháp thiết kế hệ
thống bằng phơng pháp phân tầng là công cụ rất hữu ích để thiết kế và thực hiện đầy đủ các yêu
cầu của hệ tự động hoá quá trình chuyển động. Vì vậy, sử dụng công cụ ma trận trạng thái để thiết
kế hệ thống điều khiển công nghệ theo yêu cầu công nghệ đã đề ra là phơng pháp thiết kế cho độ
chính xác và độ tin cậy cao.
Trong quá trình thiết kế, với sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn và của các
bạn, công với sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành đợc bản đồ án này. Tuy nhiên, do sự hiểu
biết về thực tế và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi thiếu sót. Em
mong nhận đợc sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo Lu Đức Dũng và các
thầy cô giáo khác trong Bộ môn

Sinh viên: Phạm Gia Điềm
Chơng I : mô tả hệ thống điều khiển công nghệ
Hình trên đây vẽ sơ đồ công nghệ đợc cho trong bài toán, hoạt động của sơ
đồ nh sau:
- ở trạng thái ban đầu: ở đầu hành trình thuận khi có tín hiệu khởi
động, cơ cấu chuyển động của công nghệ ( là một pittông ) chuyển động thuận với
- 3 -
N,
N,
D
C
BA
T,
T,
T,
1
v
2
v
3
v
3
v
1
v
hình 2
v
1
v
1

v
2
v
1
v
3
v
1
hình 1
Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

vận tốc V
1
( T,V
1
). Đến B có tín hiệu b, làm cho cơ cấu tăng tốc độ từ vận tốc V
1
lên
vận tốc V
2
. Đến điểm C có tín hiệu c, làm cho cơ cấu giảm vận tốc từ V
2
xuống V
1
.
Đến điểm D có tín hiệu d, kết thúc hành trình thuận bắt đầu hành trình ngợc.
- ở hành trình ngợc cơ cấu chuyển động ngợc với vận tốc V
3
(N, V
3

).
Khi đi qua điểm C cơ cấu vẫn chuyển động ngợc với vận tốc V
3
( N, V
3
). Khi đến
điểm B, có tín hiệu b cơ cấu giảm vận tốc từ V
3
xuống V
1
. Đến điểm A, có tín hiệu
a kết thúc hành trình ngợc và bắt đầu chu kỳ tiếp theo.
Chơng ii : thiết kế sơ đồ nguyên lý
1. Phơng pháp Phân tầng:
_Khi gặp những đối tợng công nghệ mới, ngời đặt hàng thờng chỉ nêu những yêu
cầu của đối tợng cần phải thoả mãn. Những yêu cầu đó thể hiện các trạng thái của
hệ thống cần có theo công nghệ. Vì vậy một trong những cách để thực hiện cầu của
hệ thống tốt nhất và ít sai sót nhất là vẽ lại chu trình của công nghệ trong đó mỗi
trạng thái của công nghệ đợc cho bởi các biến vào và các biến ra theo sự sắp xếp
hợp lí, khoa học. Đó là phơng pháp phân tầng, nó thể hiện mối quan hệ giữa các tín
hiệu đầu vào và các trạng thái đầu ra .
Sau đây ta tổng hợp công nghệ bằng phơng pháp phân tầng.
2. Xác định các tín hiệu vào ra
a) Xác định các tín hiệu vào cần phải có:
Tại A, B, C, D, có các tín hiệu logic dạng xung a, b, c, d. Tín hiệu logic này
xuất hiện khi cơ cấu chuyển động tác động lên điểm đó và mất đi khi cơ cấu
ra khỏi điểm đó.
b) Xác định các tín hiệu ra:
Gọi T là tín hiệu chứng tỏ cơ cấu chuyển động chạy thuận.
Gọi N là tín hiệu chứng tỏ cơ cấu chuyển động chạy ngợc.

Gọi V
1
là tín hiệu chứng tỏ cơ cấu chuyển động chạy với vận tốc V
1
.
Gọi V
2
là tín hiệu chứng tỏ cơ cấu chuyển động chạy với vận tốc V
2
.
Gọi V
3
là tín hiệu chứng tỏ cơ cấu chuyển động chạy với vận tốc V
3
.
3. Xác định các trạng tháI
- 4 -
6
5
4
3
2
1
là trạng thái cơ cấu chuyển động chạy thuận với vận tốc v1
là trạng thái cơ cấu chuyển động chạy thuận với vận tốc v2
là trạng thái cơ cấu chuyển động chạy thuận với vận tốc v1
là trạng thái cơ cấu chuyển động chạy ngợc với vận tốc v3
là trạng thái cơ cấu chuyển động chạy ngợc với vận tốc v3
là trạng thái cơ cấu chuyển động chạy ngợc với vận tốc v1
Gọi

Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

4. Chu trình chuyển trạng thái
Chu trình chuyển trạng thái của công nghệ:
10100
1000

10010
0100

10100
0010

01001
0001

01001
0010

01100
0100
5. Xác định các trạng tháI nớc đôI và các biến trung gian
a) Các trạng thái nớc đôi:
B và C là hai vị trí nớc đôi.
Các trạng thái nớc đôi:
b) Các biến trung gian và mã hoá các biến trung gian:
Để tách các trạng thái nớc đôi ta phải sử dụng các biến trung gian
Các biến trung gian: p và q
Phân vùng và mã hoá các biến trung gian:
7. đa ra sơ cho các biến trung gian

- 5 -
1 2
3
4 5
6
và6
2
5
3
1
2
3
4
5
6
q
q
p
p
pq
b
1 P
p
a
6
c
4
d
5
q

Q
p
P
c
2
d
3
q
Q
qp
qp
qp
Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

8. xác định hàm đIều khiển các biến trung gian và biến ra
Từ sơ đồ phân tầng ta có
a) Hàm cho các biến trung gian:
P
+
=
b.q.p
Q
+
=
a.q.p
b.q.pP =

d.q.pQ =

b) Hàm cho các biến ra:

( ) ( ) ( ) ( )
TfTfTfTf
321
++=
=
c.q.pq.pq.p ++
q.pq.p +=
= q
( ) ( ) ( ) ( )
NfNfNfNf
654
++=
q.pc.q.pq.p ++=

q.pq.p +=
=
p
( ) ( ) ( ) ( )
1613111
VfVfVfVf ++=
q.pc.q.pq.p ++=
pc.q.p +=
( ) ( )
222
VfVf =
q.p=
( ) ( ) ( )
35343
VfVfVf +=
c.q.pq.p +=

q.p=
9. sơ đồ cấu trúc mạch đIều khiển
Để tạo tín hiệu trung gian ta sử dụng phần tử một trạng thái: hai đầu vào ( ghi và
xoá ), hai đầu ra ( nghịch và đảo )
- 6 -
a
b
P
p
n
q
Q
t
p
q
Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

Sơ đồ cấu trúc các biến ra:
10.Kiểm tra lạI sơ đồ Cấu trúc
_Giả sử đang ở trạng thái p = 0,
1p =
,
1q =
, q = a: lúc này có: N và V
1
( bàn
máy chạy ngợc với vận tốc v
1
).
_Có tín hiệu a ( đi hết hành trình ngợc ) có Q

+
= 1, P không đổi trạng thái
có q = 1,
0q =
p = 0,
1p =
( cũ )
Vậy mất N, có T vẫn có v
1
( bàn máy chạy thuận với vận tốc v
1
).
_Có tín hiệu b ( chạy thuận đến điểm B ) có
1P =
+
, Q không đổi trạng thái
có p = 1,
0p =
q = 1,
0q =
( cũ ).
Vậy vẫn có T, mất v
1
có v
2
( bàn máy chạy thuận với vận tốc v
2
).
_Có tín hiệu C ( chạy thuận đến điểm C ) có P, Q không đổi trạng thái
- 7 -

qp
p
p q
q
c
N
T
q
q
p
1
V
2
V
3
V
1
V
Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

có p = 1,
0p =
q =1,
0q =
Vậy có v
1
, việc có v
1
làm mất v
2

(hiệu chỉnh) (bàn máy chạy thuận với vận tốc v
1
)
_Có tín hiệu d ( bàn máy chạy hết hành trình thuận ) có

Q
= 1, P không đổi
có q = 0,
1q =
p = 1,
0p =
( cũ )
Vậy mất T có N và mất V
1
có V
3
( bàn máy chạy ngợc với vận tốc v
3
).
_Có tín hiệu C ( chạy ngợc đến điểm C ) có P, Q không đổi trạng thái
có q = 0,
1q =
p =1,
0p =
Vậy còn N, vẫn còn V
3
( vẫn chạy ngợc với vận tốc v
3
).
_Có tín hiệu b ( chạy ngợc đến điểm B ) có

1P =

, Q không đổi trạng thái
có p = 0,
1p =

1q =
, q = 0 ( cũ )
Vậy vẫn có N mất V
3
, có V
1
( bàn máy chạy ngợc với vận tốc v
1
).
_ Có tín hiệu a ( chạy hết chu trình ngợc ). Quá trình lặp lại nh cũ.
Vậy công nghệ hoàn toàn thoả mãn.
11. Sơ đồ nguyên lý mạch đIều khiển
Đóng cầu dao ta có:
_ấn nút mở máy M, rơ le trung gian R có điện. Các tiếp điểm ( 5 - 7 ) và ( 31 -
32 ) đợc hút lại mạch điều khiển đợc cấp điện. Giả sử cơ cấu chuyển động đang ở
đầu hành trình, tín hiệu lôgic a = 1, b = 0, c = 0, d = 0, cuộn hút rơle trung gian RT
và RV
1
có điện làm cho tiếp điểm ( 5 - 13 ) và ( 5 - 15 ). CT
1
đợc mở ra, khí từ va
phân phối đợc đi qua CT
1
làm cho phần tử chấp hành chuyển động thuận với vận tốc

v
1
.
_ Khi cơ cấu chuyển động thuận qua điểm b có tín hiệu logíc b = 1, lúc này
cuộn hút RT vẫn có điện. Cuộn hút RV
1
mất điện, đồng thời cuộn hút RV
2
có điện
làm cho tiếp điểm ( 5 - 13 ) vẫn đóng, tiếp điểm ( 5 - 15 ) mở ra đồng thời tiếp điểm
( 5 - 16 ) đóng lại ( CT
1
đợc đóng lại, CT
2
đợc mở ra ) khí đi từ van phân phối đợc đi
qua CT
2
làm cho phần tử chấp hành chuyển động thuận với vận tốc v
2
.
- 8 -
VTL
4
VTL
3
VTL
2
VTL
1
p

+P
p
q
+
Q
-
q
Reset
RV
1
RV
2
RV
3
8
9
10
6
2
-
4
1
3
5
7
R
RN
RT
11
12

33
van phân phối
VPP
T
D
CD
CC
+
31
RTRV
2
RV
1
13
R
32
M
R
24
N
34
RN RV
3
RV
1
14
23
16
VMC
1

25
CT
1
15
VMC
2
30
29
27
26
28
CT
3
CT
2
CT
4
17
18
a b
20
19
c d
21 22
Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

_Khi cơ cấu chuyển động thuận đi qua điểm c có tín hiệu logic c = 1, lúc này
cuộn hút RT vẫn có điện. Cuộn hút RV
2
mất điện, đồng thời cuộn hút RV

1
có điện
làm cho tiếp điểm ( 5 - 13 ) vẫn đóng, tiếp điểm ( 5 - 16 ) mở ra đồng thời tiếp điểm
( 5 - 15 ) đóng lại ( CT
2
đợc đóng lại, CT
1
đợc mở ra ) khí đi từ van phân phối đợc đi
qua CT
1
làm cho phần tử chấp hành chuyển động thuận với vận tốc v
1
.
_Khi cơ cấu chuyển động thuận đi qua điểm d có tín hiệu logic d = 1, lúc này
cuộn hút RT, RV
1
mất điện. Đồng thời cuộn hút RN, RV
3
có điện làm cho tiếp điểm
( 5 - 13 ) và ( 5 - 15 ) mở ra đồng thời tiếp điểm ( 5 - 14 ) và ( 5 - 18 ) đóng lại
( CT
1
đợc đóng lại, CT
3
đợc mở ra ) khí đi từ van phân phối đợc đi qua CT
4
làm cho
phần tử chấp hành chuyển động ngợc với vận tốc v
3
.

_ Khi cơ cấu chuyển động ngợc đi qua điểm c có tín hiệu logic c = 1, lúc này
cuộn hút RN, RV
3
vẫn có điện khí đi từ van phân phối đợc vẫn đi qua CT
4
làm cho
phần tử chấp hành chuyển động ngợc với vận tốc v
3
.
_Khi cơ cấu chuyển động ngợc đi qua điểm b có tín hiệu logic b = 1, lúc này
cuộn hút RN vẫn có điện. cuộn hút RV
4
mất điện đồng thời cuộn RV
3
có điện làm
cho tiếp điểm ( 5 - 13 ) vẫn đóng, tiếp điểm ( 5 - 18 ) mở ra đồng thời tiếp điểm ( 5
- 17 ) đóng lại ( CT
3
đợc đóng lại, CT
4
đợc mở ra ) khí đi từ van phân phối đợc đi
qua CT
3
làm cho phần tử chấp hành chuyển động ngợc với vận tốc v
1
.
_Khi cơ cấu chuyển động thuận đi qua điểm a có tín hiệu logic a = 1, lúc này
cuộn hút RN, mất điện, đồng thời cuộn hút RT có điện làm cho tiếp điểm ( 5 - 14 )
mở ra đồng thời tiếp điểm ( 5 - 13 ) đóng lại. Cơ cấu chuyển động thực hiện chu kỳ
tiếp theo.

Muốn dừng máy ta ấn nút dừng máy.
Chơng III
Tính chọn và thiết kế mạch lắp ráp
1. chọn các phần tử logic
Trong sơ đồ nguyên lý ta sử dụng phần tử logic sau:
a) Phần tử AND:
_ Sáu phần tử AND 3 đầu vào:
Ta sử dụng hai mạch tích hợp 7415 để thực hiện 6 phần
AND 3 đầu vào.
IC 7415 chứa 3 phần tử AND 3 đầu vào.
Kí hiệu các chân của IC 7415 nh hình bên.
Nguồn nuôi V
CC
= + 5V 5% ( V
CC
_14 ).
GND = 0V ( GND_7 ).
Dải nhiệt độ: 0 ữ 70
0
C
_ Một phần tử AND 2 đầu vào:
Ta sử dụng hai mạch tích hợp 7408 để thực hiện 1 phần
AND 2 đầu vào.
IC 7408 chứa 4 phần tử AND 2 đầu vào.
Kí hiệu các chân của IC 7408 nh hình bên.
- 9 -
1
2
3
4

5
6
7 8
9
10
11
12
13
141A
1B
2A
2B
2C
2Y
GND 3Y
3A
3B
3C
1Y
1C
VCC
7415
4
3
1
2
7
6
52B
GND

2Y
2A
1Y
1B
1A
3B10
3A
3Y
7408
8
9
4B
4A
4Y
14
13
12
11
Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

Nguồn nuôi V
CC
= + 5V 5% ( V
CC
_14 ).
GND = 0V ( GND_7 ).
Dải nhiệt độ: 0 ữ 70
0
C
b) Phần tử OR

Hai phần tử OR 2 đầu vào:
Ta sử dụng hai mạch tích hợp 7415 để thực hiện 2 phần
OR 2 đầu vào.
IC 7408 chứa 4 phần tử OR 2 đầu vào.
Kí hiệu các chân của IC 7408 nh hình bên.
Nguồn nuôi V
CC
= + 5V 5% ( V
CC
_14 ).
GND = 0V ( GND_7 ).
Dải nhiệt độ: 0 ữ 70
0
C
c) Phần tử NOT
Hai phần tử NOT 2 đầu vào:
Ta sử dụng hai mạch tích hợp 7404 để thực hiện 2 phần
OR 2 đầu vào.
IC 7404 chứa 4 phần tử NOT 2 đầu vào.
Kí hiệu các chân của IC 7404 nh hình bên.
Nguồn nuôi V
CC
= + 5V 5% ( V
CC
_14 ).
GND = 0V ( GND_7 ).
Dải nhiệt độ: 0 ữ 70
0
C
d) Các transistor khuếch đại chọn loại C388 đợc nuôi bởi nguồn 12V.

e) Hệ thống đợc thiết kế 2 phần tử hai trạng ( hai D FlipFlop ). Ta dùng IC
74109 có chứa hai FlipFlop JK.
Các vi mạch này đợc lắp trên bo mạch và đợc hàn chân theo sơ đồ nguyên lý tạo
thành một khối với các chân tín hiệu vào, ra.
2. Chọn rơle trung gian và bộ khuếch đại tín hiệu
Vì các rơle RT, RN, RV
1
, RV
2
, RV
3
, R chỉ thực hiện việc đóng mở để cấp
điện cho cuộn hút dây nam châm điện đầu van, nhờ đó đóng mở van để phân phối
khí nên ta có thể chọn các rơle này cùng một loại. ở đây ta chọn loại rơle G40 của
hãng OMRON (Nhật Bản), các thông số của rơle đợc cho dới đây:
Dòng cực đại qua tiếp điểm 5A
Điện áp tiếp điểm cực đại 300VDC
Điện áp cuộn hút danh định 12VDC
Dòng điện danh định cuọn hút 100mA
Số cực 2 và 4
- 10 -
4B
4A
4Y
VCC
3Y
3A
3B
2B
10

5
GND
2Y
7432
7
6
8
9
1B
2A
1Y
1A
2
4
3
1
13
11
12
14
7404
14
12
11
13
1
3
4
2
1A

2A
2Y
1Y
9
8
6
7
3Y
GND
5 103A 5Y
4A
4Y
VCC
5A
6Y
6A
Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

Số lần đóng cắt 500.000
3. Chọn Van phân phối
Ta chọn van phân phối loại CPE18-M2H-5J-1/4 (có hình vẽ dới) của hãng
Festo (Đức). Đây là loại van 5/2 với đầu nối (1) là đầu vào khí nén, các đầu nối (2)
và (4) là các đầu ra của khí nén còn các đầu nối (3) và (5) là các đầu xả khí. Các
thông số của thiết bị đợc cho trong bảng dới đây:
Nguyên tắc khởi động / reset solenoid
Dải áp suất làm việc
2ữ10bar
Dải nhiệt độ xung quanh cho phép
-5ữ50
o

C
Điện áp làm việc 110VAC
Tần số nguồn điện 50/60Hz
Lu lợng khí danh định 1500l/min
4. Chọn thiết bị chấp hành
Trong cơ cấu truyền động, ta sẽ sử dụng 1 pittông hai chiều tác dụng DNU-
100-500PPV-A (có hình vẽ dới) của tập đoàn Festo (Đức). Các thông số cơ bản
của thiết bị nh sau:
Chiều dài toàn bộ pittông 734mm
Chiều dài chu trình làm việc 500mm
Đờng kính trục 25mm
Dải áp suất làm việc
0,2ữ12bar
Dải nhiệt độ xung quanh cho phép
-20ữ80
o
C
Lực hiệu dụng ở áp suất 6 bar khi chạy thuận 4496N
Lực hiệu dụng ở áp suất 6 bar khi chạy nghịch 4221N
Lợng khí tiêu tốn trong chu trình thuận 29,5l
Lợng khí tiêu tốn trong chu trình ngợc 28,15l
5. công tắc hành trình
Công tắc hành trình là loại D4A-N của hãng OMRON (Nhật Bản), trong hệ
thống ta sử dụng 4 công tắc hành trình. Các thông số của công tắc đợc cho dới đây:
- 11 -
Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

Dòng đóng mở cực đại 5A
Điện áp cực đại 120VDC
Tuổi thọ 3 triệu lần

Các tín hiệu a, b, c, d ở đầu ra của nút chính là các tín hiệu đa vào vi mạch.
Ta quy ớc V
cc
=5V ứng với mức logic 1 và GND=0V ứng với mức logic 0.
6. chọn van tiết lu
Ta chọn 4 van tiết lu loại GR-1/2 của hãng FESTO ( Đức ) có các thông số
sau:
Dải áp suất làm việc
0,1ữ10bar
Dải nhiệt độ xung quanh cho phép
-20ữ75
o
C
Lu lợng khí danh định 1500l/min
7. Chọn van một chiều
Ta chọn 2 van một chiều loại H-QS-12 của hãng FESTO ( Đức ) có các thông
số sau:
Dải áp suất làm việc
-0,75ữ10bar
Dải nhiệt độ xung quanh cho phép
0ữ60
o
C
Lu lợng khí danh định 1500l/min
8. Chọn đầu nối
Ta chọn 8 đầu nối hình T loại C-QT-12
của hãng FESTO ( Đức ) có các thông số sau:
Dải áp suất làm việc
-0,95ữ15bar
Dải nhiệt độ xung quanh

cho phép
-25ữ75
o
C
- 12 -
Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

SƠ Đồ LắP RáP
Thiết kế lắp ráp là công việc cuối cùng khi thiết kế hệ thống điều khiển tự
động truyền động điện. Khi thiết kế lắp ráp cần phải đảm bảo nâng cao các yêu cầu
về chỉ tiêu chất lợng và phải chấp hành đầy đủ các tiêu chuẩn, các quy phạm kỹ
thuật hiện hành của Nhà nớc về lắp đặt thiết bị điện.
1. Lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị
Các thiết bị động lực để truyền động cơ cấu sản xuất cùng với các công tắc
hành trình, các nút ấn điều khiển phải đợc bố trí trực tiếp trên cơ cấu sản xuất.
Việc bố trí các thiết bị điều khiển trên tủ điện dựa vào các nguyên tắc sau:
- Nguyên tắc nhiệt độ: Các thiết bị toả nhiệt lớn khi làm việc phải để ở phía
trên, các thiết bị có chịu ảnh hởng lớn về nhiệt độ cần phải đặt xa các nguồn
sinh nhiệt.
- Nguyên tắc trọng lợng: Các thiết bị nặng phải đặt dới thấp để tăng cờng độ
vững chắc của bảng điện, giảm nhẹ các điều kiện để cố định chúng.
- Nguyên tắc nối dây tiện lợi: Đờng nối dây ngắn nhất và ít chồng chéo nhau.
Dựa vào các nguyên tắc trên, kết hợp với những yêu cầu đặc biệt trong từng
trờng hợp cụ thể, tiến hành bố trí thiết bị trên panel. Khi bố trí thiết bị cần bố trí
thành từng nhóm riêng biệt để tiện việc kiểm tra, sửa chữa Các phần tử trong một
nhóm phải bố trí gần nhau nhất sao cho dây nối giữa chúng là ngắn nhất. Giữa các
nhóm khác nhau phải bố trí sao cho thuận tiện cho việc tiến hành lắp đặt, sửa chữa,
hiệu chỉnh. Các thiết bị dễ hỏng, các thiết bị cần điều chỉnh phải để nơi dễ dàng
thay thế, điều chỉnh, sửa chữa.
Bảng vẽ bố trí phải vẽ theo một tỷ lệ xích tiêu chuẩn trong đó phải ghi rõ các

kích thớc hình chiếu của thiết bị, các kích thớc lỗ định vị trên tấm lắp, các kích thớc
tơng quan giữa chúng cũng nh kích thớc ngoài của tấm lắp.
Các phần tử tiếp điểm rơle, côngtắctơ đợc vẽ trên sơ đồ lắp ráp thành những
hình chữ nhật với tỷ lệ xích đã chọn trên đó thể hiện các cuộn dây, các tiếp điểm
chính, tiếp điểm phụ kèm theo số các cực nối của chúng trùng với số trên sơ đồ
nguyên lý.
2. Sơ đồ lắp ráp của mạch điều khiển hệ thống
Trên cơ sở đã lựa chọn cụ thể vị trí lắp đặt và chọn cụ thể các thiết bị điều
khiển và bảo vệ, ta có thể xây dựng bản vẽ bố trí thiết bị trên tấm lắp có khai triển
đến các cực nối dây nh sơ đồ.
- 13 -
32 - ĐK
7 -
8 - RV
3
20 - ĐL
2
33 - reset
22 - ĐL
2
21 - ĐL
2
11 - RT
12 - RN
19 - ĐL
2
9 - RV
2
10 - RV
1

4 - CC
5 - ĐK
6 - R
6 -
4 -
3 -
1 - ĐL
2
2 - ĐL
2
3 - CC
Nối dâyTên thiết bị
tt
Cầu dao
CD
1
Cầu chì
CC
2
Bo mạch
điều khiển
BMĐK
3
Rơ le
trung gian
RV
2
Rơ le
trung gian
RV

3
9 -
7 - RV
1
5 - RV
1
16 - CT
2
8 -
18 - CT
4
5 - RV
2
7 - RV
2
4
5
Rơ le
trung gian
RV
1
6
10 -
15 - CT
1
5 - R
7 - R
17 - CT
3
5 - RV

1
11 -
Rơ le
trung gian
RT
13 - VPP
5 - RV
3
7
7 - RV
3
12 -
Rơ le
trung gian
RN
14 - VPP
5 - RT
8
7 - RT
tt
Tên thiết bị Nối dây
tt
Tên thiết bị Nối dây
6 -
13 -
14 -
23 -
24 -
Van
phân phối

VPP
9
24 - VTL
2
29 - CT
2
24 - VPP
23 - VPP
27 - VPP
27 - CT
4
25 -
23 - VTL
4
26 - CTT
2
25 - CT
1
Van tiết l u 1
10
Van tiết l u 2
11
12
13
Van tiết l u 3
Van tiết l u 4
14
Công tắc 1
CT
1

18
19
29 - ĐL1
24 - VPP
30 - ĐL1
23 - VPP
29 - VMC
1
26 -
27 -
30 - CT
4
17 CT
4
30 - VMC
2
28 -
6 - R
15 -
15
Công tắc 2
CT
2
6 -CT
1
16 -
16
Công tắc 3
CT
3

6 -CT
2
17 -
6 - CT
3
18 -
7 - BMĐK
31 - ĐK
5 - CC
32 - ĐK
6 - CC
Rơ le
trung gian
R
20
32 -
31 -
31 -
5 -
21
22
Dừng máy D
Mở máy M
7 - RN
33 -
Reset
23
34 -
Van một chiều 1
Van một chiều 2

Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

KếT LUậN
Sau một quá trình học tập và nghiên cứu, cùng với sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo Lu
Đức Dũng và sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong Bộ môn, em đã hoàn thành các nhiệm vụ đợc
giao của bản đồ án: Thiết kế hệ thống tự động điều khiển cho công nghệ.
Trong nội dung nghiên cứu của bản đồ án này, em đã thực hiện đợc các nhiệm vụ sau:
- Tìm hiểu công nghệ và yêu cầu đối với hệ thống công nghệ.
- Dùng phơng pháp phân tầng để tổng hợp mạch điều khiển.
- Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển hệ thống.
- 14 -
VMC
1
VMC
2
24
29
23 30
2524
VTL
1
24 26
VTL
2
23 282327
VTL
3
VTL
4
22

30
34
29
R
CT
4
CT
3
CT
2
CT
1
32
6 32
5 6
5
65
5 66
31
31
32
5
5
7
ĐL1
19
21
20
1
2

ĐL2
ĐK
4
3
CD
21
9106 7
11
8
22
3319
12
20
21
Bo mạch điều khiển
33
RV
1
17
5
7 10
5 15
18
8
5165
7
9
7
RV
3

RV
2
135
117
RT
127
5 14
RN
6 1413
24 23 34
5 6
CC
Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

- Lựa chọn các thiết bị chấp hành, các thiết bị điều khiển và bảo vệ hệ thống
- Xây dựng sơ đồ lắp ráp và bảng nối dây.
Trong quá trình thực hiện, chắc chắn bản thân em không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận
đợc những ý kiến đóng góp của các thầy và các bạn để bản đồ án này hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội ngày 1 tháng 1 năm 2002
Sinh viên
Phạm Gia Điềm

Tài liệu tham khảo
1. PGS - TS Nguyễn Trọng Thuần - Điều khiển logic và ứng dụng
Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2000.
2. Trịnh Đình Đề, Võ Trí An - Điều khiển tự động truyền động điện
Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1986.
3. Nguyễn Xuân Phú, Tô Đằng - Sử dụng và sửa chữa khí cụ điện hạ áp
4. Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1998.

5. Các CD-ROM catalogue tra cứu thiết bị khí nén và điện của các hãng
OMRON, FESTO, MITSUBISHI.
6. Bản dịch: Cẩm nang Kỹ thuật điện Tự động hoá và Tin học Công nghiệp
- 15 -
Đồ án môn học: Điều Khiển Logic

Ngời dịch: PGS - TS Lê Văn Doanh
Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999.
7. Lewin, D. - Logical design of switching circuits
Nhà xuất bản MacMillan, 1986.
- 16 -