xây dựng các bài thực tập khí nén kết hợp điều khiển bằng PLC, chương 6 doc

Chương 6: Phần tử chuyển đổi tín
hiệu
Phần tử chuyển đổi
tín hiệu khí nén –
điện:
Nguyên lý họat
động của phần tử
chuyển đổi tín hiệu khí
nén điện: áp suất p vào
cửa Z sẽ điều khiển
đóng mở công tắc để
điều khiển tiếp điểm 1
nối với tiếp điểm 2.
Trong điều khiển,
tín hiệu điều khiển (áp
suất khí nén) có thể tác
động trực tiếp lên
màng để đóng mở tiếp
điểm.
Tín hiệu khí nén X
tác động lên màng làm
thay đổi tiếp điểm.
Hay kết hợp với
p(bar)
0
P
đóng
P
mở
1
Tín hiệu điện

°
°
B
Z
t
1
2
X
X
P
phần tử khuếch đại để
thay đổi tiếp điểm.
Phần tử chuyển đổi tín hiệu điện – khí nén:
Nguyên lý cơ bản của chuyển đổi tín hiệu điện khí nén là
nam châm điện. Khi cấp điện cho cuộn dây nam châm, lõi từ
dòch chuyển sẽ làm thay đổi vò trí của nòng van, thực hiện chức
năng điều khiển.
I. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN:
1) Nguyên tắc thiết kế:
Một sơ đồ điều khiển điện - khí nén bao gồm 2 phần:
_ Sơ đồ mạch điện điều khiển.
_ Sơ đồ mạch khí nén.
Khi biểu diễn trên sơ đồ mạch điện điều khiển, các phần
tử phải ở trạng thái chưa có tín hiệu tác động vào.
 Sự liên hệ giữa 2 sơ đồ:
Trên sơ đồ mạch điện và sơ đồ mạch khí nén được
ghi chú bằng các ký hiệu số tương ứng của rơle trong
mạch điều khiển và nam châm điện của van đảo
chiều hoặc rơle áp suất điện trong mạch khí nén.
2) Sơ đồ mạch điện điều khiển:

2 . 1. Mạch điều khiển điện - khí nén với một xi
lanh:
a/ Đối với những mạch khí nén sử dụng van điện từ
không có vò trí ‘không’, ta sử dụng mạch điều khiển với tiếp
điểm không cần duy trì.
Khi nhấn b2 cuộn K có điện, khi nhả b2 cuộn K mất
điện nhưng trạng thái của van vẫn được nhớ.
b/ Đối với những mạch khí nén sử dụng van điện từ có
vò trí ‘không’, người ta sử dụng mạch điều khiển với tiếp điểm
tự duy trì. Bao gồm 2 loại:
 Mạch tự duy trì có Reset trội hơn:


K
b2


K1
K1
b1
b2
Khi tác động b2 , cuộn K1 có điện làm tiếp điểm K1 đóng,
khi ngừng tác động b2, mạch vẫn tiếp tục được duy trì nhờ K1.
Khi tác động b1, cuộn K1 bò mất điện đồng thời tiếp điểm
K1 cũng hở ra, mạch trở về trạng thái ban đầu.
Nếu cả b1 và b2 cùng bò tác động thì cuộn K1 không có
điện.
Mạch tự duy trì có Set trội hơn:
Khi tác động b2, cuộn K1 có điện làm tiếp điểm K1 đóng,
khi ngừng tác động b2, mạch vẫn tiếp tục được duy trì nhờ K1.

Khi tác động b1, cuộn K1 bò mất điện đồng thời tiếp điểm
K1 cũng hở ra, mạch trở về trạng thái ban đầu.
Nếu cả b1 và b2 cùng bò tác động thì cuộn K1 có điện.
2 .2. Mạch điều khiển điện - khí nén với nhiều xi
lanh:
Đối với mạch điện khí nén có từ 2 xilanh trở lên, người ta
thường sử dụng mạch điều khiển theo nhòp. Các bước thực hiện


K1
K1
b1
b2
xảy ra tuần tự. Có nghóa là khi các lệnh trong một nhòp thực
hiện xong thì sẽ báo cho nhòp tiếp theo đồng thời xóa lệnh nhòp
thực hiện trước đó.
 Nếu dùng van điện từ có vò trí ‘không’ thì ta dùng
mạch điều khiển theo nhòp, trong mỗi nhòp có mạch
tự duy trì. Sau khi nhấn nút khởi động, các tiếp điểm
từ nhòp 1 đến nhòp cuối cùng sẽ đóng mạch. Như
vậy, tại các tiếp điểm chính, ta sử dụng mạch khóa
lẫn để nhòp sau Reset nhòp trước đồng thời báo cho
nhòp kế tiếp.
 Ngược lại, nếu dùng van điện từ không có vò trí
‘không’, ta sử dụng các mạch khóa lẫn tại các tiếp
điểm phụ (tiếp điểm đóng mở mạch điều khiển).
Mặt khác, trong sơ đồ điện của một hệ thống, có khi bao
gồm đến hàng trăm bộ phận khác nhau. Do đó không những có
nhiều khó khăn trong việc bố trí sơ đồ, mà còn khó khăn trong
việc đọc và tìm hiểu sơ đồ. Vì thế để dễ dàng cho việc thành lập

và đọc một sơ đồ điện, cần phải tiến hành theo các nguyên tắc
sau đây:
 Tất cả các bộ phận của khí cụ điện, ví dụ như: cuộn
dây, điện trở, tiếp điểm … cần được biểu thò trong
dạng sơ đồ, ký hiệu:
 Các thành phần của thiết bò và khí cụ điện đặt trong
sơ đồ điện, cần phải thể hiện rõ ràng nhất chức năng
và tuần tự tác động. Sơ đồ cần có số lượng dây dẫn cắt
chéo nhau ít nhất.
 Tất cả các tiếp điểm của các khí cụ điện đều phải
thể hiện trên sơ đồ ở trạng thái bình thường, không có
tín hiệu tác động bên ngoài.
 Cùng một bộ phận của một thiết bò nhưng phải thể
hiện ở nhiều vò trí khác nhau trên sơ đồ, thì bộ phận đó
cần phải ký hiệu cùng một chữ số hay chỉ số.
3) Sơ đồ mạch điện khí nén:
a./ Phần mạch khí nén:
 Trình bày mạch theo dòng tín hiệu từ dưới lên trên.
 Các xilanh và các van sẽ được vẽ nằm ngang.
 Xilanh thực hiện hành trình từ trái sang phải.
b./ Phần mạch điện:
 Trình bày mạch điện theo dòng tín hiệu từ trái qua phải.
 Mạch điện được giới hạn bằng 2 đường thẳng song song
đặc trưng cho nguồn, các phần tử, các khí cụ điện được
biểu diễn bên trong 2 đường đường này.
 Phần mạch điện được chia làm 2 phần: phần bên trái
biểu diễn mạch điều khiển (control section), phần bên
phải biểu diễn mạch động lực (power section).
c./ Cấu trúc chung của một sơ đồ mạch điện khí nén:
 Phần mạch điều khiển, phần mạch động lực được

trình bày thành các nhóm phân biệt nhưng có quan hệ
với nhau.
 Phần khí nén được trình bày theo dòng tín hiệu từ
dưới lên trên.
 Phần điện được trình bày theo dòng tín hiệu từ trên
xuống dưới.
 Đường nằm ngang bên trên của phần mạch điện đặc
trưng cho cực 24VDC được đánh số từ trái sang phải
cho các điểm nối.
 Sự giao tiếp giữa các phần mạch điện và phần mạch
khí nén được thể hiện ở các phần tử chung như các
cuộn dây điện từ, các công tắc hành trình.