thiết kế hệ thống điều khiển cho máy đóng hộp tự động cho công nghệ

Thiết kế môn học

Điều khiển logic

thiết kế môn học điều khiển logic
Nhiệm vụ: thiết kế hệ thống điều khiển cho máy đóng hộp tự động cho công nghệ
nh ở hình vẽ dới đây:

Nội dung :
1. thiết kế sơ đồ nguyên lý
2. tính chọn thiết bị điều khiển
3. thiết kế sơ đồ lắp ráp
Thuyết minh và bản vẽ :
1. 1 quuyển thuyết minh
2. 2 bản vẽ kỹ thuật cho khổ A0 cho sơ đồ nguyên lý và lắp ráp.
yêu cầu:
Phơng pháp thiết kế: Ma trận trạng thái
Phơng án mạch lực và mạch điều khiển :Khí nén

1


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

Mục lục

I.
II.

Lời nói đầu .................................................................................................... 3
Chơng 1
Giới thiệu về công nghệ
Giới thiệu về công nghệ và chức năng của máy đóng hộp.......................... 4
Lựa chọn công nghệ ..................................................................................... 4

I.
II.
III.
IV.

Chơng 2
Thiết kế mạch thống điều khiển
Hoạt động của sơ đồ công nghệ.................................................................... 5
Chuyển sơ đồ sang các biến trạng thái......................................................... 5
Thiết kế sơ đồ nguyên lý..............................................................................6
Hiệu chỉnh sơ đồ.........................................................................................12
Chơng 3
Tính chọn thiết bị và thiết kê sơ đồ lắp ráp

I.

II.

Chọn các thiết bị:........................................................................................ 15
1.Chọn phần tử logic..................................................................................15
2.Chọn cảm biến vị trí................................................................................16
3.Chọn van phân phối ................................................................................16
4.Chọn thiết bị chấp hành...........................................................................17
5.Chọn nút ấn..............................................................................................18

Thiết kế mạch lắp ráp .................................................................................18
1.Chọn vị trí lắp đặt.....................................................................................18
2.Sơ đồ lắp ráp của mạch điều khiển hệ thống............................................19

2


Thiết kế môn học

Điều khiển logic
Lời nói đầu

Hiện nay, các công nghệ tiên tiến, các dây chuyền và thiết bị hiện đại đang từng
ngày, từng giờ đợc ứng dụng vào sản xuất. Với chính sách mở cửa của Đảng và Nhà
nớc ta, chắc chắn các công nghệ tiên tiến và hiện đại của thế giới sẽ ngày càng đợc
áp dụng hiệu quả vào Việt Nam với quy mô, số lợng, chất lợng một cách nhanh
chóng. Tác dụng của các công nghệ mới và dây chuyền sản xuất hiện đại đã góp
phần thúc đẩy sự nghiệp Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nớc.
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. 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.
Một dây truyền đóng hộp tự động không còn là điều quá mới trong một nhà máy
công nghiệp hiện đại .Máy đóng hộp là một thiết bị có thể hoàn toàn thay con ngời
trong trong lĩng vực xác định trọng lợng sản phẩm đợc đóng trong hộp và tự đọng đa
ra dây truyền khác qua một hệ thống băng tải, năng suất của máy đóng hộp góp phần
rất lớn đến đến năng suất chung của nhà máy. Vì vậy, các thiết bị điện và hệ thống
điều khiển của máy phải đảm bảo việc tiện lợi, có năng suất cao, vận hành an toàn và

thao tác đơn giản, cũng nh đáp ứng đầy đủ các đặc điểm, yêu cầu công nghệ của hệ
thống.
Đồ án Thiết kế hệ thống điều khiển đóng hộp tự động nhằm mục đích cho
sinh viên tiếp xúc làm quen với các hệ thống tự động trong công nghiệp. Sử dụng
những phơng pháp tổng hợp hệ thống đã học vào thực nghiệm, làm quen với các
thiết bị điều khiển truyền động, ghép nối mạch điều khiển. Trang bị cho chúng ta
những kiến thức cơ bản trớc khi ra trờng.
Trong quá trình thiết kế, với sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn
và ý kiến của các bạn, em đã hoàn thành đợc bản đồ án này. Nhng do thời gian tơng
đối ngắn và kinh nghiệm 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

3


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

Chơng 1
tìm hiểu công nghệ
I. Giới thiệu về công nghệ và chức năng của máy đóng hộp:
Máy đóng hộp là thiết bị tự động quan trọng trong những nhà máy có các sản
phẩm đóng chai nh nhà máy bia, nớc giải khát hay các nhà máy chế biến đồ hộp
vv
Nếu không có thiết bị đóng hộp thì sẽ tốn rất nhiều lao động trong việc thay thế
chúng bằng sức lao động của con ngới hơn nữa lại khó khăn trong xác định chính
xác trọng lợng (số lợng) sản phẩm đóng trong hộp .
Một dây truyền đóng hộp tự động yêu cầu phải có sơ đồ điều khiển đơn giản hoạt

động tin cậy .Do có rất nhiều các biến phải kiểm tra trong quá trình thực hiện một
chu trình nên phải có sự đồng bộ trong các khâu .Quá trình vận hành luôn luôn phải
thực hiện chính xác có độ ổn định cao.
Trong thuật toán điều khiển phải yêu cầu không có điểm ngắt ở giữa, tức là hệ
thống khi bị ngắt ở đâu khi khởi động lại tiếp tục quá trình đó .
Dây truyền yêu cầu an toàn và chính xác trong sản xuất nên hệ thông truyền
động của dây truyền đóng hộp thờng sử dụng cơ cấu truyền động bằng khí nén
II. Lựa chọn công nghệ:
-Bộ truyền động: Toàn bộ chuyển động do hai pittong khí nén . pittông A cho
phép chuyển động theo phơng nằm ngang: đẩy hộp vào nơi rót sản phẩm, pittong B
cũng chuyển động theo phơng nằm ngang: đẩy hộp đã đày sản phẩm ra dây truyền.
Ngoài ra còn có hai pittông C,D đóng mở các cửa C, D để điều khiển cho hay không
cho nguyên liệu từ đó chảy xuống hộp.Ta chọn hai van A,B là các van hai chiều
(điều khiển cả hai chiều ),còn pittông C,D là các pittông 1 chiều (loại pittông tự phục
hồi )
-Bộ cảm biến : gồm 4 cảm biếm vị trí : ao, bo xác định vị trí ban đầu của 2 pit
tông A,B. cảm biến a1,b1 xác định vị trí cuối hành trình A+,B+ của các pittông A,B.
-Cân trọng lợng xác định 3 trọng lợng và đa ra 3 tín hiệu d1,d2,d3.
4


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

Chơng 2
Thiết kế mạch điều khiển
I)Hoạt động của sơ đồ công nghệ:
ở trạng thái ban đầu khi có nguồn khí cấp cho hệ ,píttông A đẩy hộp vào cân ở
cân có lắp cảm biến khối lợng .Sau khi hộp đợc đẩy vào cân cảm biến nhận đợc khối

lợng d1 từ cân và phát ra tín hiệu để đẩy các pittong C và D lùi lại để cho nguyên liệu
từ các đờng C,D chảy vào hộp .Trong đó đờng C,D có kích thớc lớn cho nguyên liệu
chảy vào nhiều còn ,đờng Dcókíchthớc bé cho nguyên liệu chảy từ từ .Sau khi hộp
có khối lợng d2 thì cảm biến phát ra tín hiệu để đóng đờng dẩn lớn C lại ,để đờng dẩn
D vẩn cho nguyên liệu vào từ từ ,đảm bảo cân xác định đợc chính xác khối lợng
d3.Khi hộp có khối lợng d3 thì cảm biến phát ra tín hiệu đóng đờng dẩn D lại sau đó
píttông B đẩy hộp ra ngoài và hộp lại đợc pittong A đẩy vào cân.

II)Chuyển sơ đồ sang các biến trạng thái:
Nh vậy từ việc mô tả hoạt động của sơ đồ công nghệ ta sẽ chọn các biến vào và
ra nh sau:
a0: a0=1 khi pittong ở A có tín hiệu để pittong B đẩy hộp vào cân
a0=0 khi pittong A ra khỏi vị trí A
a1: a1=1 tín hiệu đẩy pittong A về vị trí A khi pittong ở vị trí N
a1=0 khi pittong A ra khỏi vị trí N
b0:

b0=1 khi pittong B ở B có tín hiệu cho pittong chạy vào cân đẩy hộp ra ngoài
b0=0 khi pittong B ra khỏi vị trí B

b1:

b1=1 tín hiệu đẩy pittong B về vị trí B khi pitong ở vị trí M
b1=0 khi pittong B ra khỏi vị trí M

d1: d1=1 tín hiệu lùi các pittong C,D cho vật liệu chảy xuống khi cảm biến nhận
đợc khối lợng d1 từ hộp
d1=0 khi khối lợng hộp khác d1
d2:

d2=1 tín hiệu đóngpittong Ckhi hộp có khối lợng d2
d2=0 khi khối lợng hộp khác d2

d3:

d3=1 tín hiệu đóngpittong Dkhi hộp có khối lợng d3
d3=0 khi khối lợng hộp khác d3

5


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

nhận xét :
Các tín hiệu a0 ,a1 là các tín hiệu không đồng thời do vậy ta có thể 2 biến này về
một biến a bằng cách đặt :
a0= a ,a1=a
các biến b0,b1 cũng vậy và ta đặt là :
b0= b ,b1=b
nh vậy từ 7 biến đầu vào ta chuyển đơc về 5 biến đầu vào là a,b,d1,d2,d3
Các biến đầu ra :
A0: pittong A bắt đầu chạy thuận (đẩy hộp vào cân)
A1 :pittong A bắt đầu chạy ngơc (về phía A)
B 0: pittong B bắt đầu chạy thuận (đẩy hộp ra khỏi cân)
B1: pittong B bắt đầu chạy ngợc (ra xa cân)
C0: pittong C bắt đầu chạy thuận (chiều mở đờng dẩn C)
C1: pittong C bắt đầu chạy ngợc (đóng đờng dẩn C)
D0: pittong C bắt đầu chạy thuận (mở đờng dẩn D)

D1: pittong D bắt đầu chạy ngợc (đóng đờng dẩn D)
Nh vậy ta sẽ có 8 tín hiệu ra là A0 , A1 ,B 0 , B1 ,C0 ,C1 ,D0 , D1

III) Thiết kế sơ đồ nguyên lý:
Trên cơ sở sơ việc mô tả công nghệ ở trên ta có thể thiết kế sơ đồ nguyên lý cho
công nghệ đã cho nh sau:
Bớc 1:
Sơ đồ chuyển trạng thái:
abd1 d 2 d 3
A0 A1 B0 B1C 0 C1 D0 D1

6


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

Bớc 2: Lập ma trận chuyển trạng thái
Từ graph trạng thái lập đợc ta có bảng trạng thứ nhất nh hình vẽ:
Số cột của bảng trạng thái là:
2n+số biến ra +1
n là số biến vào.
25 +8+1=41 cột
Trên cơ sở bảng trạng thái thứ nhất ta có bảng trạng thái thứ 2 nh hình vẽ:
Nguyên tắc lập bảng trạng thái thứ 2 là:
Các ô trống đợc nhập lại với nhau thành ô trống .
ô trạng thái vững nhập với ô trạng thái không vững thành ô trạng thái vững.
ô trạng thái không vững nhập với ô trống thành ô trạng thái không vững .
ô trạng thái vững nhập với ô trống thành ô có trạng thái vững .

các ô trạng thái vững nhập với nhau thì thành ô trạng thái vững .
Hình dới đâylà bảng ma trận trạng thái thứ nhất và thứ 2 của mạch điều khiển:

7


Bi
Tr ến v
ạn
g t ào
há
i

8
Nhập hàng 2,3,4,5lại với nhau

Nhập hàng 1 với hàng 6 lại với nhau

Nhập hàng lại ta đựơc bảng ma trận trạng thái 2:

Biến ra

Thiết kế môn học
Điều khiển logic


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

Bớc 3: Mã hóa các trạng thái:
Số biến trung gian cần dùng là:
2s2 s=1
Gọi X là biến trung gian

Ta có các bảng các nô đê xác định các hàm của biến đầu ra và biến trung gian.
Trong đó chú ý là đối với biến trung gian thì ta giữ lại tất cả các trạng thái vững
và trạng thái không vững để lập bảng các nô.Còn đối với biến ra thì ta chỉ giữ lại các
trạng thái vững để lập bảng.
Bớc 4: Lập bảng caro cho các biến vào và biến trung gian:
Bảng ca ro cho biến trung gian X:

f(X)=X b +a=b0X+a1
Bảng ca ro cho biến ra A :
+

f(A+)= b X =b0X
Bảng ca ro cho biến ra A-:

f(A-)=a=a1
Bảng caro cho biến ra B :
+

9


ThiÕt kÕ m«n häc

§iÒu khiÓn logic

f(B+)=d3

B¶ng caro cho biÕn ra B-:

f(B-)=b=b1

B¶ng caro cho biÕn ra C :
+

f(C+)=d1
B¶ng caro cho biÕn ra C :
-

f(C-)=d2

B¶ng caro cho biÕn ra D :
+

f(D+)=d1
B¶ng caro cho biÕn ra D :
-

10


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

f(D-)=d3

Bớc 5 : Sơ đồ cấu trúc cho mạch điều khiển:

Hoạt động của sơ đồ này nh sau:
Sau khi ấn nút M thì mạch đợc cấp khí lúc này tín hiệu b0 có, do vậy A+ có khí sẽ
chuyển động về phía cân đa hộp về cân. Sau khi đến cân cảm biến nhận đợc tín hiệu
a1 thì X có tín hiệu sẽ làm mất tín hiệu A+,còn A- có tín hiệu nên pittông A sẽ chuyển
động lùi lại để chuẩn bị cho lần đẩy hộp tới,khi a1 mất đi thì trạng thái lùi của
pittông vẩn đợc duy trì do cha có A- cho tới khi có tín hiệu a0 thì pitông dừng lại ở
cuối hành trình. Khi cân xác định đợc khối lợng d1 thì sẽ phát ra tín hiệu d1 ,lúc này
C+ ,D+ có tín hiệu ,nh vậy các pittông C,D sẽ lùi lại để vật liệu đợc đa xuống hộp và
trạng thái này duy trì cho tới khi nào có tín hiệu C-,D- ,vì trạng thái của pitông là có
nhớ.Khi có tín hiệu d2 ,C- có tín hiệu do vậy pittông C sẽ chạy theo chiều ngợc lại để
đóng nguồn vật liệu từ cửa C xuống hộp ,lúc này chỉ còn cửa D cho vật liêu xuống
hộp .Trạng thái này của pittông C,D đợc duy trì cho tới khi có C+,D-.Khi có tín hiệu
d3 thì D- có tín hiệu sẽ chuyển động theo chiều ngợc lại để khoá dòng vật liệu từ cửa
D xuống hộp.Đồng thời B+ có tín hiệu nên pittông B chuyển động đẩy hộp ra khỏi
11


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

cân ,lúc này tín hiệu b0 mất ,do vậy X cũng không có tín hiệu ,tuy nhiên A+ vẩn cha
có tín hiệu.Khi cảm biến vị trí nhận đợc tín hiệu b1 thì pittông B sẽ lùi lại chờ lần
làm việc tiếp theo,lúc này tín hiêu b0 xuất hiện trở lại ,X cha có nên A+ có tín hiệu do
vậy pittông A lại đẩy hộp vào .Đến đây ta đợc một chu kỳ công nghệ của sơ đồ.
Để dừng hoạt động của sơ đồ ta ấn nút D thì sơ đồ sẽ dừng hoạt động.
IV)Hiệu chỉnh sơ đồ:
Khi hoạt động ta phải đảm bảo đợc các sự cố xảy ra nh khi mất khí thì yêu cầu là

các pittông C,D phải tự động đóng lại để vật liệu không bị chảy ra ngoài.Muốn vậy
thì ta phải dùng pittông tự phục hồi, khi đó ta cũng chọn loại van phân phối tự phục
hồi cấp cho các pittông tự phụchồi C,D .Lúc này ta dùng thêm hai biến trung gian
Y,Z để thực hiện yêu cầu này .Để cho B+ có chậm hơn so với thời điểm mất D+ một
chút thì tín hiệu d3 trớc khi tới B+ ta làm trễ đi một chút bằng cách dùng rơle trễ nh
vậy thì sẽ chắc chắn sau khi pittông D đóng thì pittông B mới đẩy hộp ra ngoài Sơ đồ
sau khi hiệu chỉnh nh sau:

Sơ đồ này hoạt động nh sơ đồ trên chỉ có khác là tín hiệu Y có trong suốt
khoảng thời gian xuất hiện d1 tới d2 nh vậy chắc chắn pittông C chỉ mở trong khoảng

12


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

thời gian đó .Còn tín hiệu Z có trong suốt khoảng thời gian từ khi có d1 tới d3 nó
cũng đảm bảo cho pittông D chỉ hoạt động trong khoảng thời gian đó.
Với sơ đồ này thì sẽ đảm bảo chắc chắn rằng khi mất nguồn khí thì pittông C,D sẽ tự
động đóng các cửa nhả vật liệu xuống hộp.
Để khởi động hệ thống ta bật nút START hệ thống sẽ hoạt động
Muốn dừng hệ thống chỉ cần ngắt nguồn khí thì toàn bộ hệ thống sẽ hoạt động .
Khi có một trục trặc nào đó làm cho hệ thống ngừng hoạt động không theo ý
muốn của chúng ta thì trớc khi khởi động hệ thống ta bấm nút RESET để thiết lập hệ
thống lại trạng thái đầu ,nh khi các pittông A,B đang dừng lại giữa hành trình thì tín
hiệu RESET sẽ đa pittông A về vị trí cuối cùng của nó (thực hiện A-), còn pittông B
sẽ tiếp tục thực hiện hành trình B+ để đẩy hộp ra khỏi cân nếu nh có hộp trên cân và
sau đó sẽ thực hiện hành trình B- trở lại trạng thái đầu.Sau khi thực hiện tín hiệu

RESET xong thì chúng ta bấm nút START để hệ thống hoạt động.
Hình dới là sơ đồ mạch nguyên lý của mạch điều khiển , mạch lực của công nghệ:

13


c©n

pitt«ng A

pitt«ng c

pitt«ng d

pitt«ng b

ThiÕt kÕ m«n häc
§iÒu khiÓn logic

14

r¬ le trÔ


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

Chơng 3
Tính chọn và thiết kế mạch lắp ráp

I)Chọn các thiết bị:
1)Chọn các phần tử logic:
Trong sơ đồ nguyên lý ta sử dụng các phần tử logic sau:
Phần tử AND:
Trong sơ đồ điều khiển sử dụng 6 phần tử AND,do vậy ở đây ta sử dụng hai mạch
tích hợp loại ZK-PK-3-6/3, của hãng Festo(Đức) mỗi mạch có 3 phần tử AND hai
đầu vào:
(X1,Y1);(X2,Y2);(X3,Y3) là các đầu vào tơng ứng của các phần tử AND.
A1;A2;A3 là các đầu ra
Phần tử ZK-PK-3-6/3 có các thông số kỹ thuật sau:

Số đầu ra khí
áp suất làm việc nhỏ nhất
áp suất làm việc lớn nhất
Nhiệt độ xung quanh nhỏ nhất cho phép
Nhiệt độ xung quanh lớn nhất cho phép
Tốc độ luồng khí tiêu chuẩn

III
1,6 bar
8 bar
-100C
600C
100l/min

Phần tử hoặc:
Trong sơ đồ điều khiển ta sử dụng 6 phần tử hoặc.ở đây ta dùng hai mạch tích
hợp loại OS-PK-3-6/3, mỗi mạch có 3 phần tử OR có hai đầu vào, một đầu ra và một
+Với loại OS-PK-3-6/3 có các thông số kỹ thuật sau:

15


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

Số đầu ra khí
áp suất làm việc nhỏ nhất
áp suất làm việc lớn nhất
Nhiệt độ xung quanh nhỏ nhất cho phép
Nhiệt độ xung quanh lớn nhất cho phép
Tốc độ luồng khí tiêu chuẩn

III
1,6 bar
8 bar
-100C
600C
100l/min

Phần tử đảo:
Trong sơ đồ nguyên lý ta sử dụng 3 phần tử đảo, ở đây ta chọn phần tử đảo loại
81504025 của hãng Crouzet.
2)Chọn cảm biến vị trí:
Chọn cảm biến vị trí loại GG-1/4-3/8 của hãng Festo (Đức), có giao diện và các
thông số kỹ thuật sau:
ớc Lỗ Kích thớc lỗ khí
8mm
0.03 bar

áp suất làm việc nhỏ nhất
8 bar
áp suất làm việc lớn nhất
Nhiệt độ xung quanh nhỏ nhất cho -100C
phép
Nhiệt độ xung quanh lớn nhất cho 600C
phép
Tốc độ luồng khí tiêu chuẩn
1-1150l/min
3)Chọn van phân phối:
Ta chọn van phân phối loại VL-5/2-D-02 (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:

16


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

Nguyên tắc khởi động / reset
pneumatic
Dải áp suất làm việc
2ữ10bar
Dải nhiệt độ xung quanh cho phép
-10ữ60oC
Lu lợng khí danh định
500l/min

Ngoài ra ta còn chọn hai van phân phối loại một chiều
4).Chọn thiết bị chấp hành:
Trong cơ cấu truyền động, ta sẽ sử dụng 2 pittông hai chiều tác dụng DNU-100500PPV-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
Chiều dài chu trình làm việc
Đờng kính trục
Dải áp suất làm việc
Dải nhiệt độ xung quanh cho phép
Lực hiệu dụng ở áp suất 6 bar khi chạy thuận
Lực hiệu dụng ở áp suất 6 bar khi chạy nghịch
Lợng khí tiêu tốn trong chu trình thuận
Lợng khí tiêu tốn trong chu trình ngợc

17

734mm
500mm
25mm
0,2ữ12bar
-20ữ80oC
4496N
4221N
29,5l
28,15l


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

Ngoài ra ta còn cần dùng hai pittông một chiều (loại tự phục hồi)
5)Chọn nút ấn:
Trong sơ đồ nguyên lý điều khiển ta sử dụng hai nút ấn cho việc khởi động và
Reset lại hệ thống loại K/O-3-PK-3 của hãng Festo(Đức) có giao diện và thông số kỹ
thuật nh sau.
Giới hạn áp suất làm việc
0-8 (bar)
Giới hạn nhiệt độ môi trờng -10-+60(0C)
xung quanh
Tôc độ luông khí tiêu chuẩn
80l/min

II)Thiết kế mạch 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 chúnglà 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.
18


Thiết kế môn học

Điều khiển logic

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:
từ sơ đồ nguyên lý ta có thể đánh số các đầu nối dây để từ đó thiết kế đ ợc mạch lắp
ráp .Để không bị nhầm lẩn trong lắp ráp ta sẽ đánh số từ 1 trở đi cho các đầu nối vào
(nh tín hiệu từ cân,từ các nút ấn ,từ các cảm biến vị trí ). Đánh số từ 50 trở đi cho các
phần tử logic AND,OR,NOT,Rơ le.Đánh số từ 100 trở đi cho các đầu nối của thiết bị
phân phối .Đánh số từ 400 trở đi cho các thiết bị chấp hành là các pittông.
Nh vậy việc đánh số đó sẽ phân đợc thành các vùng là vùng đầu nối vào ,vùng các
thiết bị điều khiển ,vùng cho các van phân phối và vùng cho các thiết bị chấp hành.
Thứ tự của các vùng đợc thể hiện trên bảng lắp ráp.
Từ bảng bố trí trí thiết bị và sơ đồ nguyên lý ta sẽ lập đợc bảng đấu dây.

19

Thiết kế môn học

Điều khiển logic
thiết bị CHấP HàNH
pITTÔNG C

pITTÔNG a

pITTÔNG D

pITTÔNG B

tủ ĐIềU KHIểN

van phân phối
van pp a

van pp C

van pp d

van pp B

phần điều khiển
not

rơ le trễ

or 2

or 1

and 2

and 1

ĐNV(ĐầU NốI VàO)

ĐNR(ĐầU NốI RA)

thiết bị vào vào
CÂN

NúT START

NúT RESET

20

CảM BIếN A0 CảM BIếN A1 CảM BIếN b0 CảM BIếN b1


Thiết kế môn học

Điều khiển logic
SƠ Đồ ĐấU DÂY

Tên

thiết bị

Số thứ
tự

1

2
3

ĐNV

Đầu nối

1-1.reset
2-2.cân
3-3.cân
4-4.cân
5-5.cân
6-6.cảm biến Ao
7-7.cảm biến A1
8-8.cảm biến B o
9-9.cảm biến B1

Nút reset

1-

Nút start

2-

cân

345-

4
5

cảm biến ao

6-

6

cảm biến a1

7-

7

cảm biến b0

8-

8

cảm biến b0

9-

and1

52-52.OR 1
54-54.OR 1
59-59.NOT

9

61-61.RƠ LE TRễ
62-62.NOT
63-63.OR 1
66-66.AND 2
67-8.ĐNV
68-OR 2

10

and2

56-OR 1
58-OR 1
60-60.NOT
65-65.OR 2

Số thứ
tự

10

11

12

13

Đầu nối

Số thứ
tự

70-70.OR 2
71-8.ĐNV
64-64.NOT
66-66.OR 2
76-100.VAN PP A

15

Tên
thiết bị

and2

5253-5.ĐNV
545657-5.ĐNV
586373-1.ĐNV
75-104.VAN PP B

or 1

or 2

not

17

18

15

van pp A

100101-

van pp c
van pp d

ĐNR

51-3.ĐNV
5955-4.ĐNV
60626450-3.ĐNV
61-

21

16

19

rơ le trễ on

van pp a
van pp b

6569-7.ĐNV
70666874-2.ĐNV
77-1.ĐNV
78-101.VAN PP A
79-7.ĐNV 1

14

Tên
thiết bị

Đầu nối

106-400.ĐNR
107-401.ĐNR
104105-9.ĐNV
110-404.ĐNR
111-405.ĐNR
102-52.AND1
108-402.ĐNR
103-56.AND2
109-403.ĐNR
400-400.PITTÔNG A
401-401.PITTÔNG A

402-402.PITTÔNG C
403-403.PITTÔNG D
404-404.PITTÔNG B
405-405.PITTÔNG B

20

pittông A

400401-

21

pittông c

402-

22

pittông c

403-

23

pittông c

404405-

Thiết kế môn học

Điều khiển logic

Tài liệu tham khảo
1. Điều khiển logic và ứng dụng
- Tác giả: PGS - TS Nguyễn Trọng Thuần
- Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2000.
2. Điều khiển tự động truyền động điện
- Tác giả: Trịnh Đình Đề, Võ Trí An
- Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1986.
3. Sử dụng và sửa chữa khí cụ điện hạ áp
- Tác giả: Nguyễn Xuân Phú, Tô Đằng
- Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1998.
4. Các CD-ROM catalogue tra cứu thiết bị khí nén và điện của các hãng
OMRON, FESTO, MITSUBISHI.
5. Bản dịch: Cẩm nang Kỹ thuật điện Tự động hoá và Tin học Công nghiệp
- Ngời dịch: PGS - TS Lê Văn Doanh
- Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999.
6. Logical design of switching circuits
- Tác giả: Lewin, D.
- Nhà xuất bản MacMillan, 1986.

22