Tự động hóa quá trình công nghệ - Phần Cứng Tự Động Hóa potx

Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
T
ự
đ
ộ
ng
h
ó
a qu
á
tr
ì
n
h
c
ô
ng
nghệ
Phần Cứng Tự Động Hóa
Biên soạn: Th.S Trần Van Trinh
Khoa Công Nghệ Điện Tử
Trường Đại Học Công Nghiệp
Email: tranvantrinh
DT:0935911775
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Phần cứng cho tự động hóa
Cảm biến
 1. Cảm biến
 2. Bộ phát động.
 3. Chuyển đổi ADC
 4. Chuyển đổi DAC

 5. Các thiết bị vào/ra cho dạng rời rạc.
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Giao tiếp máy tính – quá trình
 Để thựchiện điềukhiển quá trình, máy tính phảibắtbuộc
có.
 Thu thậpdữ liệuvàtruyền tính hiệu.
 Quy trình sảnxuất
 Các thiếtbị yêu cầu để thựchiện:
 Cảmbiến đocácbiếnquátrìnhliêntụcvàrờirạc.
 Bộ phát động để điềukhiển các thông số quá trình.
 Các bộ ADC và DAC
 Thiếtbị I/O.
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Hệ thống điềukhiển quá trình - máy tính.
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Cảmbiến
 Hai loạichính
 1. Liên tục
 2. Rờirạc
 Nhị phân
 Số (e.g., bộđếm xung)
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Các bộ phát động
 Là thiếtbị phầncứng thựcthimãlệnh làm thay đổi thông
số vât lý.
 Thay đổithường là phầncơ khí (như vị trí hoặcvậntốc)
 Bộ phát động là bộ chuyển đổivìnóbiến đạilượng vậtlý
thành dạng khác.
 Bộ phát động thường đượctácđộng bởi tín hiệulệnh biên
độ thấp, vì vậycầnbộ khuếch đại để cung cấp đủ công

suấtchobộ phát động.
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Các loạithiếtbị phát động
1. Phát động điện
 Động cơđiện
 Động cơ DC servo
 Động cơ AC
 Động cơ bước
 Solenoids
2. Thủylực
 Sử dụng thủylực để khuếch đại tính hiệu điềukhiển. 3.
Thủylực
3. Khí nén
 Sử dụng khí nén để truyền động lực.
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Van khí nén 5/2: ký hiệu
 Gồm:
Miêu tả vị trí van
Hướng khí vào hay ra
solenoid
Lò xo hồi
Port xả
Port đang đóng
Port cấp khí
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Các ký hiệu phát động van khí nén
Lò xo hồi về
Nút nhấn
Bằng tay
Đoàn bẩy

Bàn đạp
Cơ khí(piston0
Con lăn (roller)
Điện (solenoid)
Óng dẫn khí (air pilot)
Óng dẫn khí (air pilot)
loại thay đổi.
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Các loại van 5/2
Pilot line & return spring (5/2) valve.
Solenoid & return spring (5/2) valve.
Double pilot lines (5/2) valve.
Double solenoid (5/2) valve.
Double solenoid & return springs (5/3) valve.
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Cấutạo bên trong van 5/2
A B C
A B C
D E
D E
P1
P2
P1
P2
D E
A B C
Cấu tạo van 5/2 : Dùng óng dẫn khí tác
động van (air pilot)
Ký hiệu
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ

Mộtsố van 5/2 thựctế
Ngõ
ra
A+
A-
Xả
Cấp
khí
Xả
Ngõ
ra
A+
A-
Xả
Cấp
khí
Xả
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Các loại van khí nén
Ngõ
ra
Xả
Cấp
khí
NC van
Van 3/2
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Xy lanh tác động kép
Valve A Valve B
+

Cấp khí Khí xả
-
Cấp khíKhí xả
Mạch điều khiển
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Hình dạng các loại van
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Xy lanh
Tác động đơn
+
Cấp khí
Xả khí
-
Port cấp/xả
PISTON
Giá piston
Lò xo hồi
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Xy lanh
 Xy lanh tác đông kép
Mạch điều khiển - xylanh tác động kép sử dụng van pilot 5/2,
van nút nhấn 3/2 và van hành trình 3/2 (a+) cho chu trình máy
START, A+,A- .
- A
+
A- A+
VA
START
.a
+

Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Xy lanh tác động kép
Nguyên lý vận hành
•Lúc đầu tất cả các vị trí như
trong hình bên.
•Nhấn “Start” A+ được cấp khí,
dịch van 5/2 sang vị trí bên cạnh,
xylanh được cấp khí. Nén piston
di chuyền làm mở rộng xylanh.
•Khi nhả nút nhấn, piston vẫn duy trì ở vị trí mới.
•ở cuối chu kỳ giá piston tác động vào công tắc hành trình
van 3/2 (a+) làm khí cấp vào A-, đẩy xylanh trở về vị trí ban
đầu một các tự động. Kết thúc quá trình.
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Ví dụ 1: Mạch đánh bóng chi tiết
Valve A
V
alve B
X
Y
Sơ đồ mạch
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Ví dụ 2: Thiếtbị kế mạch tuầntự theo trình
tự máy sau: START, A+,B+, A-,B-
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Điềukhiểnrờirạcsử dựng PLC và PC
 1. Điều khiển quá trình rờirạc
 2. Các sơđồhình thang
 3. PLC
 4. Máy tính cá nhân sử dụng logic mềm.

Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Điềukhiển quá trình rờirạc
 Các hệ thống vận hành dựa trên các thông số và các biến, chúng thay
đồi không liên tục theo thời gian gian.
 Các thông số và các biếnthường rờirạc: 0 hoặc1, ON hoặcOFF,
đóng hoặcmở, ,…
 Các cảmbiến:
 Công tắc hành trình: tiếp điểmNC/NO
 Quang: On/off
 Timer : On/off
 Các bộ phát động
 Motor: On/off
 Van: mở/đóng
 Khớp: Engaged/not engaged
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Các loại điềukhiểnrờirạc
 1. Điều khiểnlogic –thayđổi theo sự kiện
 2. Điều khiểntuầntự –thayđổitheothờigian.
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Các phầntử trong điềukhiển logic
 Cac cổng logic:
 AND
 OR
 NOT
 NAND
 NOR
 …
Th.s Trần văn Trinh Bài giảng môn tự động hóa quá trình công nghệ
Cổng and
Mạch điện minh họa cổng and