Chuong 1-Nguyen Tac Xay Dung He TDH.pdf

T ủng hoỏ thit b ủin
GV: Nguyn V Thanh 1
Chức năng, yêu cầu, mục tiêu tự động điều khiển
TBĐ
Cấu trúc của hệ tự động hoá
Các kí hiệu điện
Cách thể hiện sơ đồ nguyên lí, lắp ráp và nguyên
tắc lắp đặt.
Phân tích và tổng hợp hệ thống
Các nguyên tắc cơ bản khi thiết kế
Một số sơ đồ mạch điển hình
Chơng 1: Các nguyên tắc xây
dựng hệ thống tự động điều khiển.
mục tiêu của mạch tự động
Giảm giá thành sản phẩm.
Nâng cao chất lợng sản phẩm.
Tăng năng suất, đổi mới sản phẩm.
Tác động lên nhiều khâu của dây chuyền
sản xuất.
Tác động lên nhiều phơng án sản xuất.
Nâng cao khả năng phát triển sản xuất.
T ủng hoỏ thit b ủin
GV: Nguyn V Thanh 2
chức năng của mạch tự động
Thông tin - giao tiếp (HMI).
Giao tiếp giữa ngời và máy.
Các thiết bị giao tiếp, hiện thị:
Nút nhấn, công tắc, chuyển mạch, không chế chỉ huy...
Bàn phím
Màn hình điều khiển, giám sát
Hiển thị bằng LED, còi, màn hình tinh thể lỏng LCD

Xử lí tín hiệu.
Tiếp nhận các tín hiệu điều khiển, tiến hành tính toán,
đa ra các lệnh vận hành.
Điều khiển năng lợng.
Thực hiện các biến đổi tĩnh.
Chỉnh lu
Băm áp một chiều
Điều áp xoay chiều
Biến tần
Thực hiện biến đổi hệ cơ điện
Điều khiển tốc độ động cơ.
Điều khiển thông số theo yêu cầu công
nghệ.
Tự động khởi động, hãm, đảo chiều.
Tự động đặt và gia tốc cho động cơ.
T ủng hoỏ thit b ủin
GV: Nguyn V Thanh 3
Tự động điều khiển theo chơng trình đặt trớc (NC,
CNC).
Tự động điều khiển dây chuyền công nghệ.
ổn định thông số.
Các thông số của hệ thống nh điện áp, dòng điện,
nhiệt độ, công suất... có thể bị thay đổi trong quá trình
điều khiển. Khi các thông số này thay đổi có thể sẽ ảnh
hởng đến công nghệ, do vậy cần thiết kế hệ điều khiển
để ổn định chúng.
Yêu cầu của mạch tự động
Yêu cầu về kĩ thuật
Đáp ứng chế độ làm việc của thiết bị điện.
Đảm bảo các sai số tĩnh và động của hệ thống.

Đảm bảo độ tác động nhanh và chính xác.
Có chỉ tiêu năng lợng cao (hiệu suất, cos cao).
Phù hợp với điều kiện môi trờng.
T ủng hoỏ thit b ủin
GV: Nguyn V Thanh 4
Điều khiển đơn giản, hoạt động tin cậy
Tối thiểu hoá số lợng các thiết bị điều khiển.
Các thiết bị động lực phải có tính lắp lẫn.
Các thiết bị điều khiển có sự đồng nhất hoá.
Tối thiểu các thao tác điều khiển đối với ngời vận hành.
Dễ dàng phát hiện và kiểm tra sự cố
Đây là một yêu cầu cần thiết đối với một hệ thống điều
khiển.
Trong một hệ thống điều khiển phức tạp, thờng chia ra
thành nhiều nhóm chức năng, mỗi nhóm chức năng đều
đợc thiết kế các tín hiệu giám sát và báo sự cố (báo
lỗi).
Tác động chính xác ở điều kiện bình thờng và sự
cố.
Cần đảm bảo tốt sự vận hành bình thờng của hệ điều khiển.
Cần có các mạch bảo vệ hệ thống khi xảy ra sự cố, tránh đổ vỡ
toàn bộ hệ thống.
Cần khắc phục các mạch giả trong khi vận hành xảy ra sự cố.
Thuận tiện cho lắp đặt, sửa chữa, vận hành
Đối với các hệ thống điều khiển phức tạp, cần chia nhỏ thành các
môdule. Các môdule này phải đợc kết nối với nhau dễ dàng.
Các môdule cần có các kí hiệu đầu dây, hoặc cầu đấu, giắc cắm
đặc biệt.
Khi thiết kế hệ thống cần tính đến khả năng mở rộng, do đó
không gian thiết kế lắp đặt phải thuận lợi.

Các thiết bị điều khiển hoặc môdule điều khiển cần có tính năng
lắp lẫn, dễ dàng tháo rời trong trờng hợp cần bảo dỡng tại các
trung tâm sửa chữa.
T ủng hoỏ thit b ủin
GV: Nguyn V Thanh 5
Linh hoạt và thuận tiện khi điều khiển
Linh hoạt trong chuyển đổi các chế độ làm việc
Bố trí hợp lí các thiết bị điều khiển
Kích thớc, giá thành phải hợp lí.
Kích thớc thiết kế cần phù hợp với không gian lắp đặt.
Giảm thiểu các chi tiết bộ phận không cần thiết.
Tận dụng những thiết bị, chi tiết phù hợp với yêu cầu
điều khiển để giảm giá thành nhng vẫn đáp ứng đợc
chỉ tiêu chất lợng.
An toàn trong thiết kế và vận hành.
Yếu tố an toàn luôn đợc đề cập đến trong quá trình
thiết kế hệ thống.
Luôn có các thiết bị phòng chống cháy nổ cho các thiết
bị động lực, các van bán dẫn công suất.
Các thiết bị điều khiển cần có các mạch chống nhiễu vô
tuyến, nhiễu điện từ trong môi trờng công nghiệp.
Các quy phạm về an toàn trong sử dụng khai thác thiết
bị điện, thiết bị điều khiển cần đợc xét tới khi thiết kế
lắp đặt hệ thống.
T ủng hoỏ thit b ủin
GV: Nguyn V Thanh 6
Cấu trúc của hệ tự động hoá
Cấu trúc tổng quát:
PH
PHPH

PHầ
ầầ
ần
nn
n Đ
ĐĐ
ĐK
KK
K
Ôtômát
lập trình
Thiết bị điện
Thông tin vào
Cơ cấu điều khiển
PH
PHPH
PHầ
ầầ
ần
nn
n t
tt
tđ
đđ
đ
Máy sản xuất
Động cơ, thiết bị biến đổi...
Cảm biến
Lệnh
kí hiệu điện

Cơ cấu điều khiển
Khí cụ đóng cắt
Máy điện một chiều
Liên hệ cơ khí
Máy điện xoay chiều
Âm thanh
Khí cụ đơn cực
Cuộn hút
Cầu chì
Máy biến áp
T ủng hoỏ thit b ủin
GV: Nguyn V Thanh 7
thể hiện sơ đồ nguyên lí
Thể hiện bằng nét vẽ đậm (động lực) nhạt
(điều khiển)
Kí hiệu trên bản vẽ
Bố trí linh kiện, thiết bị trên bản vẽ
Đánh số đầu dây
Thể hiện bằng nét vẽ
Thể hiện sơ đồ mạch điện bằng nét vẽ
a) sơ đồ động lực, b) sơ đồ mạch điều khiển
Rd
Rd
K
a)
M3
3
b)
M
D

K
Rd
Rd
K
T ủng hoỏ thit b ủin
GV: Nguyn V Thanh 8
Thể hiện bằng kí hiệu
Ví dụ: Rơle: R1, Cầu dao: CD1
áptômát: AT1, Cầu chì: CC1
Côngtắctơ thuận: T Côngtắctơ ngợc: N
Số thứ tự mối nối hoặc nút: 1, 2, 3, 4...
Bố trí linh kiện thiết bị trên bản vẽ
Phân cột trên bản vẽ, các thiết bị thờng đợc bố trí
theo cột.
Các thiết bị thờng đợc vẽ theo nhóm chức năng, ví dụ
nhóm các rơle, nhóm các côngtắctơ, nhóm các áptômát
Đối với các tập bản vẽ, thờng đợc đánh số trang, mối
liên hệ về điện giữa các trang phải đợc kí hiệu rõ ràng,
ví dụ: 12/6 trang 12, cột 6
Đánh số đầu dây
Tạo thuận lợi khi đọc bản vẽ, và khi tạo bản vẽ lắp ráp
Ví dụ: A1, B2, C3
Các số giống nhau, phải là các điểm đẳng thế
1
2 3 4 5
6
7
1
2 3 4 5
6

7
12/6
K
K
K
11/5
10/6
7/4