báo cáo điều khiển khí nén và thủy lực

BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CƠ ĐIỆN
BÁO CÁO
ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN
VÀ THỦY LỰC
GVHD: Ths PHẠM VĂN TOẢN
SVTH: VÕ ĐÔNG PHÚ
ĐẶNG XUÂN VINH
NGUYỄN QUỐC TUẤN
NGUYỄN HOÀNG LIÊM
VÒNG THẾ SÂM
Biên hòa tháng 5/2011
trang 1
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
Mục lục
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG 1
BÁO CÁO 1
ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 1
VÀ THỦY LỰC 1
GVHD: Ths PHẠM VĂN TOẢN 1
SVTH: VÕ ĐÔNG PHÚ 1
ĐẶNG XUÂN VINH 1
NGUYỄN QUỐC TUẤN 1
NGUYỄN HOÀNG LIÊM 1
VÒNG THẾ SÂM 1
Mục lục 2
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ YÊU CẦU CỦA BÀI BÁO CÁO 3
PHẦN I: 3

PHẦN I: MÁY TÁN ĐINH 4
PHẦN II : PRESSING –MÁY DẬP 10
6.Thiết kế mạch dùng vi điều khiển: 18
trang 2
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ YÊU CẦU CỦA BÀI BÁO CÁO
PHẦN I:
Giải thích sơ đồ “máy tán đinh” ở mục 7.2 trang 114 trong cuốn sách sửa
chữa và bảo trì hệ thống khí nén
+ Vẽ mô hình 3d
+ Thiết kế điều khiển hệ thống bằng mạch khí nén thuần túy( công tắc
hành trình, theo tầng ).
+ Thiết kế điều khiển hệ thống bằng mạch rơle.
+ Thiết kế điều khiển hệ thống bằng vi điều khiển.
PHẦN II:
Xây dựng mô hình khí nén bài số 56 “pressing” trong cuốn 99 bài ứng
dụng khí nén.
+ Vẽ mô hình 3d và mô phỏng cơ cấu làm việc “pressing”.
+ Thiết kế cơ cấu của mô hình.
trang 3
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
+ Thiết kế điều khiển hệ thống bằng mạch khí nén thuần túy(công tắc
hành trình, theo tầng).
+ Thiết kế điều khiển hệ thống bằng mạch rơle.
PHẦN I: MÁY TÁN ĐINH
Các chi tiết được đưa vào máy bằng tay. Xy lanh A dùng để kẹp chặt chi tiết,
xy lanh B đẩy các đinh tán vào các lỗ và giữ chặt chúng, xy lanhC sẽ thực hiện
việc tán đinh (tạo ra đầu hình bán cầu). Sau khi hoàn tất việc tán đinh các chi
tiết được tháo ra bằng tay.
1.Mô hình 3d :

trang 4
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
Hình 1.1- Mô hình 3D của máy tán đinh
2.Biểu đồ trạng thái của xi lanh:
T1 = START ^ S1
T2 = T1 ^ S6
A+ = T1
B+ = T1 ^ S2
C+ = T1 ^ S4
C- = T2
B- = T2
A- = T2 ^ S3 ^ S5 Hình 1.2- Biểu đồ trạng thái của xy lanh
3.Thiết kế
mạch theo
tầng khí
nén thuần
túy:
trang 5
4 2
1 3
4 2
1 3
4 2
1 3
S3 S4
S1 S2
S5 S6
4 2
1 3
2

1 3
S1
2
1 3
2
1 3
S6
2
1 3
S2
2
1 3
S4
2
1 3
S5
50%
50%
50%
50%
50%
50%
2
1 3
S3
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
Hình 1.3- Sơ đồ mạch điều khiển bằng khí nén thuần túy
Giải thích:
Theo hình 1.3 3 xy lanh A, B, C sắp xếp theo thứ tự từ trái sang phải. Xy
lanh A có 2 hành trình là S1,S2. Xy lanh B có 2 hành trình là S3, S4. Xy lanh

C có 2 hành trình là S5, S6. Điều khiển các xy lanh A, B, C ta dùng 4 van 4/2(
3 van 4/2 dùng để điều khiển 3 xy lanh A, B, C ra vào và 1 van 4/2 dùng để
điều khiển tầng.
Khi nhấn START, do công tắc hành trình S1 thường mở bị tác động trước
nên nên van điều khiển tầng 4/2 được tác động. Tầng 1 có khí, xy lanh A đi ra
chạm công tắc hành trình S2, tác động cho xy lanh B đi ra. Xy lanh B đi ra
chạm công tắc hành trình S4, tác động cho xy lanh C đi ra chạm vào công tắc
hành trình S6. S6 tác động vào van 4/2 điều khiển khí. Lúc này,van điều khiển
khí 4/2 sẽ đảo chiều, tầng 2 có khí, ngắt khí tầng 1. Khi tầng 2 có khí, xy lanh
C và xy lanh B cùng đi về. Xy lanh C đi về chạm vào công tắt hành trình S5
và xy lanh B đi về chạm vào công tắt hành trình S3. Hai công tắc hành S3, S5
cùng bị tác động nên đảo chiều,có khí tác động lên đường về của xy lanh A,
xy lanh A sẽ lùi về.
4.Thiết kế mạch theo tầng điện khí nén :
trang 6
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
Hình 1.4 - Sơ
đồ mạch điều
khiển bằng
điện khí nén
Giải thích :
Theo hình 1.4 3 xy lanh A, B, C sắp xếp theo thứ tự từ trái sang phải. Xy
lanh A có 2 hành trình là S1, S2. Xy lanh B có 2 hành trình là S3, S4. Xy lanh
C có 2 hành trình là S5, S6. Ta dùng 3 van 4/2 2 cuộn coil để điều khiển 3 xy
lanh A, B, C đi ra,vào. Ta dùng 1 relay để điều khiển 3 xy lanh.
Khi nhấn START, do S1 là công tắc hành thường mở tác động trước nên sẽ
có dòng điện chạy qua S1 chạy qua tiếp điểm thường đóng của S6, contactor
K có điện, tiếp điểm K thường mở đóng lại để duy trì và tiếp điểm thường
đóng mở ra. Một tiếp điểm thường mở còn lại của contactor K sẽ đóng lại,
cuộn coil Y1 có điện, xy lanh A đi ra chạm vào S2, S2 được tác động, cuộn

coil Y3 có điện, xy lanh B đi ra chạm vào S4, S4 được tác động làm cho cuộn
coil Y5 có điện, xy lanh C đi ra chạm vào S6. Công tắc hành trình S6 thường
đóng sẽ mở ra, K mất điện, tiếp điểm thường mở đóng nhanh sẽ mở ra, tiếp
điểm thường đóng mở nhanh sẽ đóng lại. Lúc này cuộn coil Y6 sẽ có điện làm
cho xy lanh C và B cùng lùi về, xy lanh B lui về chạm vào S3 và xy lanh C
lùi về chạm vào S5, S3 và S5 cùng bị tác động làm cho cuộn coil Y2 có điện,
xy lanh A lùi về kết thúc một chu trình.
5.Thiết kế mạch dùng vi điều khiển
trang 7
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
Hình 1.5-Sơ đồ kết nối phần cứng
#include <REGX52.H> ;khai bao thu vien
;cac hanh trinh tac dong muc 0
S1 BIT P1.0 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh A o vi tri 0
S2 BIT P1.1 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh A o vi tri 100
S3 BIT P1.2 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh B o vi tri 0
S4 BIT P1.3 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh B o vi tri 100
S5 BIT P1.4 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh C o vi tri 0
S6 BIT P1.5 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh C o vi tri 100
START BIT P1.6 ; cong tac START
;cac ngo ra bi tac dong khi vdk xuat muc 0
Y1 BIT P3.0 ;gan cuon coil Y1 lam xy lanh A di ra vao BIT P3.0
Y2 BIT P3.1 ; gan cuon coil Y2 lam xy lanh A di ve vao BIT P3.1
Y3 BIT P3.2 ; gan cuon coil Y3 lam xy lanh B di ra vao BIT P3.2
Y4 BIT P3.3 ; gan cuon coil Y4 lam xy lanh B di ve vao BIT P3.3
Y5 BIT P3.4 ; gan cuon coil Y5 lam xy lanh C di ra vao BIT P3.4
trang 8
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
Y6 BIT P3.5 ; gan cuon coil Y6 lam xy lanh C di ve vao BIT P3.5
ORG 0000H

MAIN:
MOV P1,#0FFH ;chuyen port 1 ve muc 0
MOV P3, #0FFH ;chuyen port 3 ve muc 0
JB START,$ ;kiem tra nut nhan START o muc 0
JB S1,$ ;kiem tra hanh trinh S1 cua xy lanh A o muc 0
CLR Y1 ;xy lanh A di ra
JB S2,$ ;kiem tra hanh trinh S2 cua xy lanh A o muc 0
CLR Y3 ;xy lanh B di ra
JB S4,$ ;kiem tra hanh trinh S4 cua xy lanh B o muc 0
CLR Y5 ; xy lanh C di ra
JB S6,$ ;kiem tra hanh trinh S6 cua xy lanh C o muc 0
SETB Y5 ;xoa du lieu bit Y5 cua xy lanh C
SETB Y3 ;xoa du lieu bit Y3 cua xy lanh B
CLR Y6 ; xy lanh C di ve
CLR Y4 ; xy lanh B di ve
JB S3,$ ;kiem tra hanh trinh S3 cua xy lanh B o muc 0
JB S5,$ ;kiem tra hanh trinh S5 cua xy lanh C o muc 0
SETB Y1 ;xoa du lieu bit Y1 cua xy lanh A
CLR Y2 ; xy lanh A di ve
JMP MAIN ;nhay ve chuong trinh chinh
END ;ket thuc chuong trinh
trang 9
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
PHẦN II : PRESSING –MÁY DẬP
Các chi tiết được đưa vào máy bằng tay, 4 xy lanh A sẽ kẹp chặt để cố định
chi tiết. Xy lanh B dùng để dập chi tiết, sau khi hoàn tất quá trình dập, 4 xy
lanh A sẽ tháo lỏng chi tiết và các chi tiết hoàn thành được tháo ra bằng tay.
trang 10
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
1.Mô hình 3d:

Hình 2.1- Mô hình 3D của pressing- máy dập
2.Thiết kế cơ cấu:
trang 11
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
Hình 2.2- Đế dưới Hình 2.3- Trục
Hình 2.4- Đế trên
Hình 2.5- Gá
hình 2.6 là bộ khung của mô
hình máy dập gồm 2 trục có
kích thước 60x60x200 gắn cố
trang 12
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
định với đế dưới có kích thước 300x150x40 và gắn với đế trên có kích thước
300x120x40 thông qua 2 vít. Mặt trên của đế trên có rãnh để lắp xy lanh dập.
Trên 2 trục có các lỗ dùng để bắt vít và chỉnh độ cao, thấp của đế trên cho phù
hợp. Ở đế dưới có gá dùng để kẹp chặt và cố định chi tiết dập.
Hình 2.6- Bộ khung
Hình 2.7- 4 xy lanh A, B, C, D
Hình 2.8- Xy lanh E
4 xy lanh A, B, C, D là 4 xy lanh có
đường kính trong và đường kính cần
xy lanh nhỏ có hành trình là 100 mm,
xy lanh dập E là xy lanh có đường
kính trong và đường kính cần xy lanh
lớn có hành trình là 100 mm.

trang 13
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
Hình 2.9-Bố trí các xy lanh của máy dập Hình 2.10- Cơ cấu hoàn chỉnh
Mô tả hoạt động của cơ cấu: các chi tiết cần được dập sẽ được đưa vào gá

bằng tay, 4 góc của gá được cố định với đầu của 4 xy lanh A, B, C, D. Để đảm
bảo những yêu cầu về oan toàn, hệ thống sẽ hoạt động khi chúng ta nhấn đồng
thời 2 nút nhấn khởi động. Khi hệ thống hoạt động, 4 xy lanh A, B, C, D sẽ đi
ra đẩy 4 cạnh của gá kẹp chặt vào chi tiết để cố định chi tiết. Lúc này, xy lanh
E sẽ tiến hành quá trình dập. Sau khi dập xong, xy lanh E lùi về. Tiếp theo, 4
xy lanh A, B, C, D sẽ lùi về, đồng thời 4 xy lanh A, B, C, D này cũng sẽ kéo 4
cạnh của gá ra ngoài, chi tiết vừa dập xong sẽ được tháo lỏng, chúng ta dùng
tay để đưa chi tiết ra ngoài.
3.Biểu đồ trạng thái của xi lanh:
T1 = S1 ^ S3 ^ S5 ^ S7 ^ START ^ T2
T2 = S10 ^ T1
A+ = T1
B+ = T1
C+ = T1
D+ = T1
E+ = S2 ^ S4 ^ S6 ^ S8 ^ T1
E- = T2
A- = S9 ^ T2
B- = S9 ^ T2
C- = S9 ^ T2
trang 14
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
D- = S9 ^ T2 Hình 2.11- Biểu đồ
trạng thái của xy lanh
4.Thiết kế mạch theo tầng khí nén thuần túy:
Giải thích:
Theo hình 2.12 5 xy lanh A, B, C, D, E sắp xếp theo thứ tự từ trái sang phải.
4 xy lanh A, B, C, D, E có các hành trình lần lượt là S1, S2 và S3, S4 và S5,
S6 và S7, S8 và S9, S10. Điều khiển các xy lanh A, B, C, D, E ta dùng 6 van
4/2(5 van 4/2 dùng để điều khiển 5 xy lanh A, B, C, D, E ra, vào và 1 van 4/2

dùng để điều khiển tầng).
Khi nhấn 2 START đồng thời, do các công tắc hành trình S1, S3, S5, S7
thường mở bị tác động trước nên nên van điều khiển tầng 4/2 được tác động.
Tầng 1 có khí, 4 xy lanh A, B, C, D đi ra lần lượt chạm vào các công tắc hành
trình S2, S4, S6, S8 tác động cho xy lanh E đi ra. Xy lanh E đi ra chạm công
tắc hành trình S10. S10 tác động vào van 4/2 điều khiển khí. Lúc này,van điều
khiển khí 4/2 sẽ đảo chiều, tầng 2 có khí, ngất khí tầng 1. Khi tầng 2 có khí,
xy lanh E đi về chạm vào S9. Công tắc hành S9 bị tác động nên đảo chiều,có
khí tác động lên đường về của 4 xy lanh A, B, C, D, 4 xy lanh A, B, C, D sẽ
lùi về.
trang 15
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
Hình 2.12- Sơ đồ mạch điều khiển bằng khí nén thuần túy
5.Thiết kế mạch theo tầng điện khí nén:
Giải thích:
Theo hình 2.13 5 xy lanh A, B, C, D, E sắp xếp theo thứ tự từ trái sang phải. 5
xy lanh có các hành trình lần lượt là S1, S2 và S3, S4 và S5, S6 và S7, S8 và
S9, S10. Ta dùng 5 van 4/2 2 cuộn coil để điều khiển 5 xy lanh đi ra,vào. Ta
dùng 1 relay để điều khiển 5 xy lanh.
Khi nhấn đồng thời 2 nút START, do S1, S3, S5, S7 là công tắc hành thường
mở tác động trước nên sẽ có dòng điện chạy qua S1, S3, S5, S7 chạy qua S10
thường đóng, contactor K có điện, tiếp điểm K thường mở đóng lại để duy trì
và tiếp điểm thường đóng mở ra. Một tiếp điểm thường mở còn lại của
contactor K sẽ đóng lại, cuộn coil Y1, Y3, Y5, Y7 có điện, tác động cho 4 xy
lanh A, B, C, D đi ra đồng thời tác động lần lượt vào S2, S4, S6, S8 cuộn coil
Y9 có điện, xy lanh E đi ra chạm vào S10. Công tắc hành trình S10 thường
đóng sẽ mở ra, contactor K mất điện, tiếp điểm thường mở đóng nhanh sẽ mở
ra, tiếp điểm thường đóng mở nhanh sẽ đóng lại. Lúc này cuộn coil Y10 sẽ có
trang 16
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC

điện làm cho xy lanh E lùi về chạm vào S9, S9 bị tác động làm cho các cuộn
coil Y2, Y4, Y6, Y8 có điện, 4 xy lanh A, B, C, D lùi về kết thúc chu trình.
Hình 2.13 - Sơ đồ mạch điều khiển bằng điện khí nén
trang 17
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
6.Thiết kế mạch dùng vi điều khiển:
Hình 2.14- Sơ đồ kết nối phần cứng
trang 18
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
#include <REGX52.H> ;khai bao thu vien
;cac hanh trinh tac dong muc 0
S1 BIT P0.0 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh A o vi tri 0
S2 BIT P0.1 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh A o vi tri 100
S3 BIT P0.2 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh B o vi tri 0
S4 BIT P0.3 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh B o vi tri 100
S5 BIT P0.4 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh C o vi tri 0
S6 BIT P0.5 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh C o vi tri 100
S7 BIT P0.6 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh D o vi tri 0
S8 BIT P0.7 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh D o vi tri 100
S9 BIT P1.0 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh E o vi tri 0
S10 BIT P1.1 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh E o vi tri 100
START BIT P1.2 ; cong tac khoi dong 1
START2 BIT P1.3 ; cong tac khoi dong 2
;cac ngo ra bi tac dong khi vdk xuat muc 0
Y1 BIT P2.0 ;gan cuon coil Y1 lam xy lanh A di ra vao BIT P2.0
Y2 BIT P2.1 ;gan cuon coil Y2 lam xy lanh A di ve vao BIT P2.1
Y3 BIT P2.2 ;gan cuon coil Y3 lam xy lanh B di ra vao BIT P2.2
Y4 BIT P2.3 ;gan cuon coil Y4 lam xy lanh B di ve vao BIT P2.3
Y5 BIT P2.4 ;gan cuon coil Y5 lam xy lanh C di ra vao BIT P2.4
Y6 BIT P2.5 ;gan cuon coil Y6 lam xy lanh C di ve vao BIT P2.5

Y7 BIT P2.6 ;gan cuon coil Y7 lam xy lanh D di ra vao BIT P2.6
Y8 BIT P2.7 ;gan cuon coil Y8 lam xy lanh D di ve vao BIT P2.7
trang 19
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
Y9 BIT P3.0 ;gan cuon coil Y9 lam xy lanh E di ra vao BIT P3.0
Y 10 BIT P3.1 ;gan cuon coil Y10 lam xy lanh E di ve vao BIT P3.1
ORG 0000H
MAIN :
MOV P0,#0FFH ;chuyen port 0 ve muc 0
MOV P1,#0FFH ;chuyen port 1 ve muc 0
MOV P2,#0FFH ;chuyen port 2 ve muc 0
MOV P3,#0FFH ;chuyen port 2 ve muc 0
JB START1,$ ;kiem tra nut nhan START o muc 0 tac dong chua
JB START2,$ ;kiem tra nut nhan START2 o muc 0 tac dong chua
JB S1,$ ;kiem tra hanh trinh S1 cua xy lanh A o muc 0
CLR Y1 ;xy lanh A di ra
JB S3,$ ;kiem tra hanh trinh S3 cua xy lanh B o muc 0
CLR Y3 ;xy lanh B di ra
JB S5,$ ;kiem tra hanh trinh S5 cua xy lanh C o muc 0
CLR Y5 ;xy lanh C di ra
JB S7,$ ;kiem tra hanh trinh S7 cua xy lanh D o muc 0
CLR Y7 ;xy lanh D di ra
JB S2,$ ;kiem tra hanh trinh S2 cua xy lanh A o muc 0
SETB Y1 ;xoa du lieu bit Y1 cua xy lanh A
JB S4,$ ;kiem tra hanh trinh S4 cua xy lanh B o muc 0
SETB Y3 ;xoa du lieu bit Y3 cua xy lanh B
JB S6,$ ;kiem tra hanh trinh S6 cua xy lanh C o muc 0
trang 20
BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC
SETB Y5 ;xoa du lieu bit Y5 cua xy lanh C

JB S8,$ ;kiem tra hanh trinh s8 cua xy lanh D o muc 0
SETB Y7 ;xoa du lieu bit Y7 cua xy lanh D
CLR Y9 ;xy lanh E di ra
JB S10,$ ;kiem tra hanh trinh s10 cua xy lanh E o muc 0
CLR Y10 ; xy lanh E di ve
JB S9,$ ;kiem tra hanh trinh S9 cua xy lanh E o muc 0
SETB Y9 ;xoa du lieu bit Y9 cua xy lanh E
CLR Y2 ;xy lanh A di ve
CLR Y4 ;xy lanh B di ve
CLR Y6 ;xy lanh C di ve
CLR Y8 ;xy lanh D di ve
LJMP MAIN ;nhay ve chuong trinh chinh
END ;ket thuc chuong trinh
trang 21