Tải bản đầy đủ (.doc) (8 trang)

Chương 6: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NÉN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (118.36 KB, 8 trang )

Phần thứ hai
điều khiển tự động truyền động khí nén
Chơng 6 Cơ sở lý thuyết điều khiển hệ thống
truyền động khí nén
6.1. Khái niệm cơ bản
Điều khiển (theo tiêu chuẩn DIN 19 226) là quá trình của một hệ thống, trong
đó dới tác động của một hay nhiều đại lợng vào, những đại lợng ra đợc thay đổi
theo một quy luật nhất định của hệ thống đó.
Đặc trng cho quá trình điều khiển là mạch tác động hở (hệ thống điều khiển
hở). Cấu trúc của hệ thống điều khiển hở đợc biểu diễn nh H. 6-1

H. 6-1. Hệ thống điều khiển hở
Các phần tử trong hệ thống điều khiển đợc biểu diễn bằng hình chữ nhật, trong
đó tín hiệu vào đợc ký hiệu x
e
, tín hiệu ra ký hiệu x
a
. Trên H. 6-2 là ví dụ mạch
điều khiển đơn giản của xy lanh.
H. 6-2. Hệ thống điều khiển xy
lanh
Dới tác động của đại lợng vào x
e1
(nút bấm), đại lợng ra x
a1
(khí nén) sẽ qua
van điều khiển. Đại lợng ra x
a1
coi nh là đại lợng vào x
e2
của phần tử tiếp theo, tác


động vào phần tử 2, làm thay đổi vị trí của van. Tiếp tục tín hiệu ra ra x
a2
coi nh là
đại lợng vào x
e3
tác động vào xy lanh ( x
a1
và x
a2
) không thể hiện trên hình). Quá
trình xy lanh đi ra là tín hiệu x
a3
.
Một hệ thống điều khiển bao gồm: Thiết bị
điều khiển và đối tợng điều khiển (H.6.3).
94
1
x
e1
x
e2
x
a1 =
x
e3
x
a2 =
2 3
x
a3

x
a3
x
e1
x
a1=
x
e2
x
a2=
x
e3
Dây chuyền sản xuất
Đối t ợng điều khiển
Thiết bị điều khiển
Tín hiệu nhiễu z
Tín hiệu điều khiển
x
e1
x
e2
x
a
x
e

H. 6-3. Sơ đồ hệ thống điều khiển
- Đối tợng điều khiển là các thiết bị, máy móc.
- Thiết bị điều khiển bao gồm: phần tử đa tín hiệu, phần tử sử lý và điều
khiển, cơ cấu chấp hành (H. 6-4).

- Tín hiệu điều khiển là đại lợng ra x
a
của thiết bị và đại lợng vào x
e
của đối
tợng điều khiển.
- Tín hiệu nhiễu z là đại lợng đợc tác động từ bên ngoài vào hệ thống và gây
ảnh hởng xấu đến hệ thống.
H. 6-4. Các phần tử của mạch điều khiển
Thông tin (tín hiệu vào x
e
và tín hiệu ra x
a
) để cho
mạch điều khiển bằng khí nén theo quy luật định sẵn có thể thực đợc là tín hiệu áp
suất. Đại lợng đặc trng của tín hiệu, giá tri áp suất đợc gọi là thông số tín hiệu.
Khi tín hiệu áp suất đợc thay đổi liên tục, tơng ứng những giá trị áp suất nhận đ-
ợc những thông tin tơng ứng khác nhau, đợc gọi là tín hiệu tơng tự (H. 6-5)
Tơng tự Rời rạc
Tín hiệu số Tín hiệu nhị phân Tín hiệu bộ ba
H. 6-5. Phân loại tín hiệu
95
Phần tử đ a tín hiệu
Phần tử xử lý
và điều khiển
Cơ cấu chấp hành
- Công tắc, nút bấm
- Công tắc hành trình
- Cảm biến
- Van hành trình

- Van chắn (van một
chiều, van lgic OR, van
AND); Van tiết lu; Van
áp suất
- Phần tử khuếch đại
- Phần tử chuyển đổi tín
hiệu
- Xy lanh
- Động cơ khí nén
- Bộ biến đổi áp suất

- Khi tín hiệu mà biên độ thay đổi gián đoạn, đợc gọi là tín hiệu rời rạc.
- Khi giá trị của tín hiệu thay đổi đợc định nghĩa dới dạng mã nhị phân, đợc gọi
là tín hiệu số.
tín hiệu nhị phân là tín hiệu số chỉ có hai giá trị (0 và 1) và tín hiệu bộ ba là tín
hiệu số có ba giá trị
Điều khiển bằng khí nén chủ yếu dùng tín hiệu nhị phân, ví dụ:
Đóng - Mở
Van đóng - Van mở
Có áp suất - Không có áp suất

6.2. Phần tử mạch logic
Các phần tử cơ bản của mạch logic ký hiệu theo DIN 40 100, đợc trình bày trên
bảng 6.1.
Các phần tử cơ bản của mạch logic ký hiệu theo tiêu chuẩn DIN 40 100, đợc
trình bày trên bảng 6.1.
Bảng 6.1. Phần tử cơ bản của mạch logic
Số TT Ký hiệu Tên gọi
1 NOT
2 AND

3 NAND
4 OR
5 NOR
1. Phần tử logic NOT (phủ định)
Phần tử logic NOT minh hoạ trên H. 6-6. Khi nhấn nút
b1, rơle c có điện, bóng đèn h mất điện và khi nhả nút
b1, đèn h sáng
96
1.
&
&
1
1
Bảng chân lý
b1 h
O L
L O
Sơ đồ tín hiệu
Tín hiệu vào
Tín hiệu ra
L
O
L
O
b1
h
H. 6-6. Phần tử logic NOT
2. Phần tử logic AND (và)
Phần tử logic AND đợc minh hoạ trên H.6-7. Khi nhấn nút b1 đồng thời nhấn
nút b2, rơle c có điện, bóng đèn h sáng.


H. 6-7. Phần tử logic AND
3. Phần tử logic NAND (và - không)
Phần tử logic NAND đợc minh hoạ trên H. 6-8. Khi nhấn nút b1 đồng thời nhấn
nút b2, rơle c mất điện, bóng đèn h tắt.
H. 6-8. Phần tử logic NAND
97
Sơ đồ tín hiệu
L
O
L
O
b1
b2
h
L
O
Bảng chân lý
b1 b2 h
O O O
O L O
L O O
L L L
b1
c
h
1.
b1
h
Ký hiệu

Ký hiệu
b1
c
h
b2
&
b1
b2
h
Ký hiệu
&
b1
b2
h
b1
c
h
b2
Sơ đồ tín hiệu
L
O
L
O
b1
b2
h
L
O
Bảng chân lý
b1 b2 h

O O L
O L O
L O L
L L O
4. Phần tử logic AND NAND
Phần tử logic AND NAND có 2 tín hiệu ra h1 và h2, đợc minh hoạ trên H. 6-
9. Với sự liên hệ cứng giữa c, c1 và c2, thì tín hiệu h1 và h2 không bao giờ đồng
thời.
H. 6-9. Phần tử logic AND -
NAND
5. Phần tử logic OR (hoặc)
Sơ đồ tín hiệu, bảng chân lý của phần tử logic OR đợc trình bày ở H. 6-10. Khi
nhấn nút b1 hoặc b2 , đèn h sáng.
H. 6-10. Phần tử logic OR
6. Phần tử logic NOR (hoặc - không)
Ký hiệu, sơ đồ tín hiệu, bảng chân lý của phần tử logic NOR đợc trình bày ở
H. 6-11. Khi nhấn nút b1 hoặc b2 , đèn h tắt. Đèn h sáng khi không có tín hiệu nào
thực hiên cả.
98
h2
b1
c
b2
h1
c1
c2
Ký hiệu
&
b1
b2

h
Sơ đồ tín hiệu
L
O
L
O
b1
b2
h1
h2
L
O
L
O
Bảng chân lý
b1 b2 h1 h2
O O O L
O L O L
L O O L
L L L O
Bảng chân lý
b1 b2 h
O O O
O L L
L O L
L L L
Ký hiệu
1
b1
b2

h
c
h
b2
b1
Sơ đồ tín hiệu
L
O
L
O
b1
b2
h
L
O
H. 6-11. Phần tử logic
NOR
7. Phần tử logic OR/NOR
Phần tử logic OR/NOR với 2 tín hiệu vào b1, b2 và 2 tín hiệu ra h1 và h2 đợc
trình bày trên H. 6-12.
H. 6-12. Phần tử logic OR/NOR với 2 tín hiệu vào và 2 tín
hiệu ra
6.3. Các phần tử lôgic của truyền động khí nén
1. Phần tử NOT
Van hành trình 3/2 có vị trí không, tại vị trí không cổng tín hiệu ra A nối
với nguồn P (A = L).
Khi cha có tín hiệu vào a = 0, cửa A nối với cửa P.
Khi có tín hiệu vào (áp suất) a = L, van hành trình đổi vị trí làm việc, cửa A bị
chặn (A = 0).
99

Bảng chân lý
b1 b2 h
O O L
O L O
L O O
L L O
Ký hiệu
1
b1
b2
h
c
h
b2
b1
Sơ đồ tín hiệu
L
O
L
O
b1
b2
h
L
O
c
h2
b2
b1
h1

Ký hiệu
1
b1
b2
h1
h2
Sơ đồ tín hiệu
L
O
L
O
b1
b2
h1
h2
L
O
L
O
Bảng chân lý
b1 b2 h1 h2
O O O L
O L L O
L O L O
L L L O
a
a=0
A=L
P
a

a=L
A=0
P
H. 6-13. Phần tử NOT
2. Phần tử OR và NOR
- Phần tử OR là van hành trình 3/2 có vị trí không, tại vị trí không cổng
tín hiệu ra A bị chặn (H. 6-14a).
Khi cha có tín hiệu vào a1 = 0, a2 = 0, cửa A nối với nguồn P.
Khi có tín hiệu vào (áp suất) a1 = L, hoặc a2 = L, van hành trình đổi vị trí làm
việc, cửa A nối với nguồn P (A = L).
- Phần tử NOR là van hành trình 3/2 có vị trí không, tại vị trí không cổng
tín hiệu ra nối với nguồn P ( H. 6-14b).
Khi cha có tín hiệu vào a1 = 0, a2 = 0, cửa A nối với nguồn P.
Khi có tín hiệu vào (áp suất) a1 = L, hoặc a2 = L, van hành trình đổi vị trí làm
việc, cửa A bị chặn (A = 0).
H. 6-14. Phần tử logic khí nén
a. Phần tử OR
b. Phần tử NOR
3. Phần tử AND và NAND
Sơ đồ mạch, bảng chân lý của phần tử AND trình bày trên H.6-15a và của phần
tử NAND trình bày trên H6-15b.
H. 6-15. Phần tử logic khí nén
a. Phần tử AND
b. Phần tử NAND
100
A
P
a)
a1
a2

A
P
b)
a2
a1
Bảng chân lý
a1 a2 A
O O O
O L L
L O L
L L L
Bảng chân lý
a1 a2 A
O O L
O L O
L O O
L L O
Bảng chân lý
a1 a2 A
O O O
O L O
L O O
L L L
Bảng chân lý
a1 a2 A
O O L
O L L
L O L
L L O
a)

a1
a2
A
P
a1
A
a2
a1
A
P
a2
b)
101

×