phụ lục 1 BAI tập điện KHÍ nén

Trang 1

Phụ lục 1.

A.

BÀI TẬP
Điều khiển hệ thống khí nén - thủy lực
Phần khí nén

Bài 1: Một hệ thống khí nén một xi lanh tác dụng đơn với những yêu cầu:
- Có thể điều chỉnh tốc độ piston đi ra. Tốc độ đi về được tăng cường;
- Dùng van đảo chiều điều khiển một phía; cấu trúc điều khiển tự duy trì với hai
nút điều khiển: START ( cho hành trình đi ra) và STOP ( cho hành trình rút về).
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. Điều khiển điện - khí nén
Bài làm:
a. Hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén.

b. Hệ thống điều khiển bằng điện - khí nén


Trang 2

Bài 2: Thiết bị phân phối phôi liệu , sơ đồ công nghệ và biểu đồ hành trình bước cho trên
hình vẽ:


Trang 3

Yêu cầu công nghệ:
Thời gian t phụ thuộc vào số lượng phôi được chuyển qua trong mỗi nhịp.
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. Điều khiển bằng điện - khí nén, sử dụng công tắc hành trình điện cơ
Bài làm:
a. Hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén.


Trang 4
b. Hệ thống điều khiển bằng điện-khí nén.

Bài 3:
Hệ thống có biểu đồ hành trình bước ( hình vẽ),
cho xi lanh tác dụng đơn, sử dụng van đảo chiều
điều khiển một phía, có thể điều chỉnh tốc độ khi
piston đi ra; piston rút về có van xả nhanh.
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. Điều khiển điện - khí nén

Bài làm:


Trang 5
a. Hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén.

Hệ thống điều khiển bằng điện-khí nén.

Bài 4:

Trang 6

Điều khiển ba xi lanh có biểu đồ hành
trình bước như hình vẽ. Hành trình đi ra
của các xi lanh cần có điều chỉnh vận tốc
mong muốn. Hãy vận dụng cấu trúc tầng
thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. điều khiển bằng điện- khí nén sử dụng
công tắc hành trình điện cơ

Bài làm:
a. Hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b.

4

5

3

4

5

2

2

4

3

5

1

1

3S2

60%

3S1

60%

60%
2

1
2S1

2S2

60%

2S1

1S2

60%

60%

1S1

2

3
1

2

3

3
12

2

2

1
1S1

1S2
1

1

3

4

3

2

5

2

3

4

1

2

2S2
1

2
5

3S1

1

3

3

3
1

2

2
12
1

3

20%

3
1

c. Hệ thống điều khiển bằng điện- khí nén


4

2

5

3

Y1

Y2

60%
4

2

5

3

Y3

1
2

+24V1

2S2

3S1

Y4

4

2

5

3

Y5

Y6

1

3

1
10

K

4

K

5

6

3S1

3S2

60%

2S1

60%

1S2

60%

60%

1S1

60%

P

Trang 7

11

7

K

K1
K1

2S2

K1
8

9

1S2
KT

1S1
2S1
P
Y4
K1

Y6

Y1

K

Y2

KT

5

Y3

Y5

0V

11 2
3

5

4
7

1

Bà
i 5: Hệ thống có biểu đồ hành trình bước như hình vẽ, dùng xi lanh tác dụng đơn, có thể
điều chỉnh vận tốc cho hành trình đi ra và tăng cường vận tốc rút về; Người ta dùng van đảo
chiều điều khiển một phía, cấu trúc mạch điều khiển tự duy trì;
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. Điều khiển bằng điện - khí nén , sử dụng công tắc từ tiệm cận
Bài làm:
a. Điều khiển hệ thống hoàn toàn bằng khí nén.


Trang 8
1S1
v =0
2
1

30%

3

2
2
1

1S1
2

1

1

3

3
2

3

1

1

2
1

1

2

2

1

3

1

3

Điều khiển hệ thống bằng điện-khí nén
1S1

v =0
2
1

30%

3

2
Y
1
+24V

1

2

S2

S1

3

K

3
4

5

6

1S1

7

K1

STOP

K1
K2
K2
K

Y
0V

Bài 6: Băng tải vận chuyển sản phẩm ( hình vẽ bên)
6

3

1

8


Trang 9

- B1 đến B4 là các công tắc từ tiệm cận
- Xy lanh 1A nâng khi đủ điều kiện
B1&B5
- Xy lanh 2A ñi ra khi: B2 tác động
- Xy lanh 2A ñi về khi: B4 tác động và trễ
sau 3s
- Xy lanh 1A ñi về khi: B3 tác động
Chú ý: B5 là cảm biến quang dùng để phát
hiện phôi khi ñến vị trí của xy lanh 1A
Hành trình đi ra của các xy lanh có thể điều
chỉnh được vận tốc

Yêu cầu:
a. Vẽ biểu đồ hành trình bước

b. Thiết kế hệ thống điều khiển bằng điện - khí nén
Bài làm:
a. Biểu đồ hành trình bước.
B. Điều khiển hệ thống bằng điện khí nén.

S1

S3

S2

S4

v =0

4

60%

60%

60%

60%

v =0

2

Y1

4
Y2

5

2

Y3

Y4

3

5

3

1

1

+24V1
2

3

4

5

6

7

8

S1
KS1

K
KS4

K

9

S2

10

11

12

S3

1

Y1

Y2
5

Y3

Y4

3

5

3

1

1

Trang 10

+24V1
2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17
S1
KS1

K

S2

S3

Q

S4

K

KS4
K
KQ

KS1
KS2

KS2

KS3

KS4

KQ

KS3

KT
Y2
Y1

Y3

KT

5 Y4

K

0V

1
6 2
3

1

Bài 7 : Thiết bị kẹp - khoan mô tả như hình vẽ.
Xilanh 1A vào kẹp chi tiết khi đủ điều kiện:
Nhấn S0 và S1 tác động
- Xilanh 2A dẫn khoan đi xuống khoan khi
cảm biến về áp suất đặt tại 1A đạt giá trị
cần thiết
- Xilanh 2A rút lên khi S4 tác động, theo đó
1A rút về khi S3 tác động
Yêu cầu:
a. Vẽ biểu đồ hành trình bước
b. Thiết kế sơ đồ điều khiển điện - khí nén

4

7

5

1


Trang 11

Bài làm:
a. Vẽ biểu đồ hành trình bước
Điều khiển hệ thống bằng điện – khí nén.

Bài 8:
Thiết bị nạp phôi cho máy cắt laser và mô tả hành
trình bước như hình vẽ. Chi tiết cần gia công
được đặt vào giá kẹp phôi, các xilanh 2A, 1A
phối hợp đưa vào vị trí gia công. Thời gian t cần
cho quá trình gia công. Kết thúc quá trình ra
công, chi tiết được vận chuyển ra khỏi vị trí gia
công bởi một khâu khác.


Trang 12

Bài làm:

\

Điều khiển hệ thống hoàn toàn bằng khí nén(theo hành trình và thời gian)
1S1

1S2

2S2

4

5

40%

40%

v=0

40%

40%

v=0

2

4

3

5

1

2

3
1
2
1S1
1
2

2
12

2S2
1

3

20%

2
2
1

3
1

3

1S2

1

3

Điều khiển hệ thống hoàn toàn bằng điện – khí nén.(theo tầng)

3


Trang 13

1S1

1S2

2S2

4

2

5

3

Y1

Y2

0V 1

2

K

1

40%

40%

v =0

40%

40%

v =0

4

2

5

3

Y3

3

4

5

Y4
1

6

K

K

2S2

1S2
7

KT

1S1

Y2
K

Y1

Y3

Y4
KT

5

+24V

6

2
3

1

Bài 9 :
Hệ thống có biểu đồ hành trình bước ( hình
vẽ), dùng xi lanh tác dụng đơn. Dùng van
đảo chiều điều khiển một phía. Có thể
điều chỉnh vận tốc cho hành trình đi ra,
hành trình đi về dùng van xả nhanh;
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. Điều khiển bằng điện- khí nén, sử
dụng cảm biến quang
Bài làm:
a. Hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén.


Trang 14

S1

S2

v =0
2
1

30%

3

2

2

1

1
2

3

3

S2
1

3
2

1

1

2
S1
1

3

2

1

3

Điều khiển hệ thống bằng điện – khí nén.
S1
S1

S2
S2

+24V1
+24V

2
2

2

2

1

30%

30%

K

K

K

S1

3

2

Y1
S2

Y1
1

2

3

Y1
S2

Y1

K

1

3
0V

Bài 10

K
S1
3

1

3
3

K

0V

2

3

2
3


Trang 15

Thiết bị uốn chi tiết như hình vẽ.
- S1-S6 là các công tắc hành
trình, S0 là nút nhấn khởi động.
- Xy lanh 1A đi ra kẹp chi tiết khi đủ
điều kiện S0&S1&S5
- Xy lanh 2A đi ra khi S2 tác động, đi về
khi S4 tác động
- Xy lanh 3A đi ra khi S3 tác động, đi về
cùng với 1A khi S6 tác động.
Yêu cầu:
a. Vẽ biểu đồ hành trình bước
b. Tự chọn cấu trúc điều khiển để thiết kế
mạch điều khiển bằng điện- khí nén.
Bài làm:
a. Biểu đồ hành trình bước.


Trang 16
b. Điều khiển hệ thống bằng điện – khí nén.

Bài 11: Một thiết bị khuấy nguyên liệu sử dụng Motor khí nén dạng xoay (góc quay 0270o) được mô tả bằng biểu đồ hành trình bước và sơ đồ hệ thống khí nén chưa hoàn thiện
( hình vẽ)

a. Hãy hoàn thiện sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén


Trang 17

b. Thiết kế sơ đồ điều khiển điện - khí nén, sử dụng cảm biến điện dung
Bài làm:
a. Hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén

Hệ thống điều khiển bằng điện- khí nén.


Trang 18

Bài 12
Băng tải vận chuyển sản phẩm ( hình vẽ bên)
- B1 đến B4 là các công tắc từ tiệm cận
- Xy lanh 1A nâng khi đủ điều kiện B1&B3&B5
- Xy lanh 2A đi ra khi: B2 tác động
- Xy lanh 2A đi về khi: B4 tác động và trễ sau 3s
- Xy lanh 1A đi về khi: B3 tác động
Chú ý: B5 là cảm biến quang dùng ñể phát
hiện phôi khi ñến vị trí của xy lanh 1A
Hành trình đi ra và ñi về của xy lanh có thể
điều chỉnh được vận tốc.
Yêu cầu:
a. Vẽ biểu đồ hành trình bước
b. Thiết kế hệ thống điều khiển điện - khí nén.
Bài làm:

a. Biểu đồ hành trình bước.
Hệ thống điều khiển điện - khí nén.
S1

S3

S2

S4

v =0

4

60%

60%

60%

60%

v =0

2

Y1

4
Y2

5

2

Y3

Y4

3

5

3

1

+24V

1

2

3

1

4

5

6

7

8

9

10

11

KS3
S1
K
KS1

KS4

S2

S3

K

K
KQ

KS1

KS2


5

3

5

3

1

1
Trang 19

+24V 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15 16

17

KS3
S1
K
KS1

S2

S3

Q

S4

K

KS4
K

KQ

KS1
KS2

KS2

KS3

KS4

KQ

KS3

KT
Y2
Y1

Y3

KT

5 Y4

K
0V

Bài làm:
a. Sơ đồ điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
6 2
3

1

1

4

1
7

5

1


Trang 20

Sơ đồ điều khiển bằng điện khí nén.
1S1

1S2

2S1

v =0

4

2

5

3

Y1

v =0

Y2

4

2

5

3

Y3

Y4

1
1

+24V

2S2

1

2

3

4

5

1S1
K

K

K

6

START

1S2

2S1

2S2
Y1

Y3

Y4

Y2

K
0V

Bài 14
Một hệ thống khí nén được mô tả bởi biểu đồ hành trình bước cho trên hình vẽ dưới đây
5

2
3

Hệ điều kiện: Như cho trên biểu đồ ( Khi cấp nguồn khí nén, trạng thái của piston


Trang 21

tương ứng mức 1 - đây cũng là trạng thái kết thúc một chu trình điều khiển). Số hành
trình qua lại của piston tuỳ thuộc vào khoảng thời gian đặt t.
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống :

a. Điều khiển bằng khí nén
b. Điều khiển điện - khí nén
Bài làm:
a. Điều khiển bằng khí nén


Trang 22
b. Điều khiển bằng điện – khí nén

Bài 15:
Điều khiển một cylinder có biểu đồ hành
trình bước cho trên hình vẽ bên.Thời gian
và áp suất đặt tuỳ ý.
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. Điều khiển bằng điện - khí nén

Bài làm:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén


Trang 23

Điều khiển bằng điện – khí nén.


Trang 24

Bài 16:
Thiết bị ép cỏ khô cho gia súc, sơ đồ công nghệ cho

trên hình vẽ bên.
Khi nguyên liệu đã được nạp đủ, khởi động xi lanh
1A khi nhấn nút START & S3 , xi lanh 1A tác động
S2 điều khiển cho 2A xuống ép, đến ½ hành trình,
tác động S4 cho 1A về và 2A tiếp tục ép đến áp suất
P cần thiết rút về và kết thúc chu trình.
Các hành trình đi ra của các piston có thể lựa chọn
được vận tốc.
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Vẽ biểu đồ hành trình bước ( 1 điểm)
b. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
c. Điều khiển điện - khí nén , sử dụng cô ng tắc hành
trình điện - cơ.

Bài làm:
a. Biểu đồ hành trình bước.

Điều khiển hệ thống hoàn toàn bằng khí nén


Trang 25

S2

S3

v =0

S4

30%

40%

v =0

4
4

2

5

3

2

5

3

2

1

1
2
S4

2

1

S3
1

3

3

3

2

12

2
S2

1

3

1

3

1