De cuong ôn tập Điều Khiển Tự Động

ĐỀ CƯƠNG MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
PHẦN I. LÝ THUYẾT
Câu 1:
a, Tự động hóa sản xuất là gì? Cho ví dụ về tự động hóa?
Tự động hoá quá trình sản xuất là giai đoạn phát triển tiếp theo của nền sản xuất cơ khí
hoá. Nó sẽ thực hiện phần công việc mà cơ khí hóa không thể đảm đương được đó là điều khiển
quá trình.
Tự động hóa sản xuất là một hướng phát triển của sản xuất chế tạo máy trong đó con
người được giải phóng không chỉ từ lao động cơ bắp mà còn được giải phóng từ quá trình điều
khiển sản xuất
Ví dụ :

b, Hệ thống sản xuất tích hợp CIM là gì? Ưu điểm của CIM ?
Câu 2: Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng của cảm biến tiệm cận
điện dung?
- Là loại cảm biến sử dụng trường tĩnh điện để phát hiện vật thể dẫn điện hoặc không dẫn điện.
- Cảm biến sử dụng vật thể dẫn điện hoặc không dẫn điện như môt cực của tụ điện. Vật thể càng
gần cảm biến thì dung lượng của tụ điện càng cao.
- Bên trong cảm biến có mạch dùng nguồn DC tạo dao động cho cảm biến. Cảm biến này sẽ đưa
ra một dòng điện tỷ lệ với khoảng cách giữa 2 tấm cực.
- Phát hiện theo nguyên tắc tĩnh điện (sự thay đổi điện dung giữa vật cảm biến và đầu sensor),
có thể phát hiện tất cả vật.
- Khoảng cách cảm nhận từ 3 – 25 mm
- Nguồn điện: 10-40 VDC, 90 – 250 VAC.
- Có thể phát hiện vật thể qua lớp cách ly ( không phải là kim loại ) như nước trong thùng nhựa,
ống thủy tinh ( chất lỏng phải có hằng số điện môi cao hơn vỏ thùng )


- Môi trường làm việc phải khô, bởi vì khi có chất lỏng trên bề mặt cảm biến, cảm biến có thể sẽ
tác động nhầm
Chế độ hoạt động:

- Chế độ Light On: Khi phát hiện vật sẽ cho tín hiệu On, không có vật sẽ cho tín hiệu Off
- Chế độ Dark On: Khi phát hiện vật sẽ cho tín hiệu Off, không có vật sẽ cho tín hiệu On

Câu 3: Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng của cảm biến tiệm
cận điện từ?
- Là loại cảm biến được sử dụng rộng rãi để phát hiện sự có mặt của vật liệu dẫn điện không
qua tiếp xúc.
- Theo chức năng phân làm hai loại là PNP, NPN
- Mạch dao động tạo ra dao động điện từ với tần số cao, khi không có vật dẫn điện nào ở gần
bề mặt của cảm biến thì trở kháng trong cuộn dây phụ thuộc vào từ cảm của nó. Khi có vật dẫn
điện xuất hiện trong vùng từ trƣờng sẽ phát sinh dòng Foucault cảm ứng, làm thay đổi trở kháng
của cuộn dây, bộ biến đổi sẽ biến sự thay đổi đó thành dòng ra của cảm biến.
Như vậy cảm biến tiệm cận điện từ sẽ có hai trạng thái: ON (khi có vật dẫn điện xuất hiện),
OFF ( khi không có vật dẫn điện ).
- Khoảng cách cảm nhận từ 0,6 – 20 mm
- Nguồn điện: 12-24 VDC, 24 – 240 VAC. Có loại DC 2, 3 dây; AC 2 dây.
Các yếu tố ảnh hưởng tới Khoảng cách đo:
 Vật liệu đối tượng (Material).
 Kích cỡ của đối tượng (Size)
 Bề dày của đối tượng (Thickness)

Câu 4: Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng của cảm biến quang
điện.?
- Cảm biến quang là loại cảm biến đo vị trí và dịch chuyển theo phương pháp quang hình học
gồm nguồn phát sáng ánh sáng kết hợp với một đầu thu quang (thường là tế bào quang điện)...
Cấu tạo cảm biến gồm 1 thiết bị phát và 1 thiết bị thu.
Phân loại cảm biến quang:
- Cảm biến quang thu phát độc lập
- Cảm biến quang thu phát chung
- Cảm biến quang thu phát khuếch tán

Đặc điểm chung của cảm biến quang thu phát độc lập và cảm biến thu phát chung:
- Độ tin cậy cao
- Khoảng cách phát hiện xa
- Không bị ảnh hƣởng bởi bề mặt, màu sắc vật


Ứng dụng cảm biến quang thu phát độc lập:
+ phát hiện mũi khoan gãy
+ phát hiện vật
+ phát hiện linh kiện điện tử
+ phát hiện vật nhỏ
+ kiểm tra thuốc
+ phát hiện sữa trong hộp
Ứng dụng cảm biến thu phát chung:
+ cửa ra vào
+ phát hiện ô tô ra vào
+ phát hiện linh kiện điện tử
+ phát hiện vật
Đặc điểm chung của cảm biến thu phát khuếch tán
- Dễ lắp đặt
- Bị ảnh hƣởng bởi bề mặt, màu sắc vật, nền...
Ứng dụng cảm biến quang thu phát khuếch tán:
+ cảm biến lùi
+ phát hiện vật

Câu 5: Trình bày thiết bị cấp phôi dạng ổ?
Thiết bị cấp phôi dạng ổ chứa thƣờng thực hiện việc định hƣớng và gá đặt sơ bộ chi tiết trƣớc
sau đó đƣa nó vào vùng gia công. Kết cấu tiêu biểu của một cơ cấu cấp phôi dạng ổ cho trên
hình 4-3. Phôi đã đƣợc định hƣớng sơ bộ trong ổ 1 sẽ đƣợc cơ cấu cấp phôi 3 đƣa tới cơ cấu
kẹp chặt 5. Tại đây, nhờ cơ cấu cấp phôi, phôi sẽ đƣợc đặt đúng vị trí yêu cầu để tiến hành gia

công. Để quá trình cấp phôi thực hiện an toàn, ngƣời ta sử dụng cơ cấu cách ly 6 và bộ ngắt
dòng 2. Sau khi gia công xong, chi tiết đƣợc cơ cấu đẩy phôi đẩy vào đồ gá dẫn 4 rồi đƣa ra
ngoài.

Câu 6: Trình bày nguyên lý và kết cấu chung của thiết bị cấp phôi dạng phễu?
PHẦN II. BÀI TẬP
2.1 Thiết kế mạch điều khiển theo hệ điều khiển rơ le (điều khiển cứng)
Câu 7: Cho hệ thống tự động băng truyền trong phân xưởng lắp ráp


Nguyên lý hoạt động: Khi công nhân không lấy kịp sản phẩm thì cảm biến phát
hiện sản phẩm ở cuối băng tải. Lúc đó băng tải sẽ dừng lại và còi báo bật lên.
a, Hãy thiết kế mạch để điều khiển hệ thống tự động trên ?
b, Cho biết dùng loại cảm biến gì trong hệ thống tự động trên? Chế độ hoạt động
của cảm biến này?
Câu 8: Cho hệ tự động kiểm soát mũi khoan

Nguyên lý hoạt động: Khi nhấn nút mở cửa thì cửa đi lên, lến đến mức cao nhất thì
dừng. Nhấn nút đóng cửa thì cửa đi xuống. Khi cửa đi xuống nếu gặp vật cản thì tự động
đi lên và hú còi. Trong quá trính đóng và mở thì cửa có thể dừng ở bất kỳ vị trí nào.
a, Hãy thiết kế mạch để điều khiển hệ thống tự động trên ?
b, Cho biết dùng loại cảm biến gì trong hệ thống tự động trên? Chế độ hoạt động
của cảm biến này?
Câu 9: Cho hệ thống tự động điều khiển bồn trộn:

Nguyên lý hoạt động: Khi nhấn nút khởi động (giả sử ban đầu bình rỗng), van
MV1 được mở để đổ nước vào bồn và động cơ M quay để trộn hóa chất. Khi cảm biến 1
(CB1) báo đầy bình, van MV1 đóng và động cơ M dừng quay. Sau đó van MV2 mở để xả
hóa chất cho đến khi cảm biến 2 (CB2) báo thì van MV2 đóng lại. Tiếp đó sau 10s chu
trình mới lại hoạt động cho đến khi nhấn nút dừng thì hệ thống sẽ ngừng hoạt động.

a, Cho biết dùng 2 loại cảm biến gì trong hệ thống tự động trên? Chế độ hoạt động
của 2 cảm biến này?
b, Hãy thiết kế mạch để điều khiển hệ thống tự động trên ?
Câu 10: Cho hệ thống cửa cuốn tự động


Nguyên lý hoạt động: Khi nhấn nút mở cửa thì cửa đi lên, lến đến mức cao nhất
thì dừng. Nhấn nút đóng cửa thì cửa đi xuống. Khi cửa đi xuống nếu gặp vật cản thì tự
động đi lên và hú còi. Trong quá trính đóng và mở thì cửa có thể dừng ở bất kỳ vị trí nào.
a, Hãy thiết kế mạch để điều khiển hệ thống tự động trên ?
b, Cho biết dùng loại cảm biến gì trong hệ thống tự động trên?
Câu 11: Cho hệ thống tự động bôi trơn bánh răng như sau:

Nguyên lý hoạt động: Bánh răng chạy đi chạy lại trên thanh răng để di chuyển vật
nặng. Khi bánh răng chạy đến gần cảm biến S1, cảm biến S1 sẽ phát hiện và cho tín hiệu
điện điều khiển van V1 cấp dầu bôi trơn cho bánh răng. Van V1 chỉ mở trong thời gian 5
giây sau đó đóng lại.
Khi cảm biến S2 phát hiện mức dầu thấp thì đèn ( Oil shortage alarm indicator) sẽ
báo sáng và dừng hoạt động của mạch.
a, Cho biết dùng 2 loại cảm biến gì trong hệ thống tự động trên? Chế độ hoạt động
của 2 cảm biến này?
b, Hãy thiết kế mạch để điều khiển hệ thống tự động trên (có thuyết minh cách
hoạt động của mạch) ?
Câu 12: Cho hệ thống điều khiển tự động ô tô:

Nguyên lý hoạt động: Khi nhấn nút khởi động (Start PB), ô tô M sẽ di chuyển từ
trái qua phải. Khi cảm biến 2 (LS2) báo thì ô tô sẽ dừng tại chỗ 5 giây, sau đó quay lại
Home. Khi cảm biến 1 (LS1) báo thì ô tô sẽ dừng lại, kết thúc một chu trình. Trong quá

trình hoạt động nếu nhấn nút dừng ( Stop PB) thì ô tô sẽ dừng tại chỗ, và chỉ hoạt động
tiếp khi nhấn nút khởi động.
a, Cho biết dùng 2 loại cảm biến gì trong hệ thống tự động trên? Chế độ hoạt động
của 2 cảm biến này?
b, Hãy thiết kế mạch để điều khiển hệ thống tự động trên (có thuyết minh cách
hoạt động của mạch) ?
Câu 13. Cho hệ thống cửa thang máy.
Nguyên lý hoạt động: Khi nhấn nút mở thì của thang máy sẽ mở ra, đến
khi mở hoàn toàn thì dừng lại. Khi nhấn nút đóng thì của sẽ đóng lại, đến khi đóng hoàn
toàn thì dừng. Trong khi cửa đóng nếu gặp vật cản thì cửa sẽ mở ra. Khi của đã mở hết
mà không nhấn nút đóng thì sau 20 giây cửa sẽ tự động đóng lại.
a, Cho biết dùng 2 loại cảm biến gì trong hệ thống tự động trên? Chế độ hoạt động
của 2 cảm biến này?
b, Hãy thiết kế ch để điều khiển hệ thống tự động trên (có thuyết minh cách hoạt
động của mạch) ?
Câu 14. Cho hệ thống cửa tự động nối vào bãi gửi xe.

Nguyên lý hoạt động: Khi có xe đến và dừng trước cửa thì cửa tự động mở ra. Mở
hết thì dừng lại. Xe đi vào, sau khi xe đi vào 30s thì cửa đóng lại. Đóng hết thì dừng lại.
Trong quá trình đóng nếu gặp vật cản thì cửa mở lên.
a, Cho biết dùng 2 loại cảm biến gì trong hệ thống tự động trên? Chế độ hoạt động
của 2 cảm biến này?
b, Hãy thiết kế mạch để điều khiển hệ thống tự động trên (có thuyết minh cách
hoạt động của mạch) ?
Câu 15. Cho hệ thống cửa cuốn
Nguyên lý hoạt động: Khi nhấn nút mở thì của sẽ mở ra, đến khi mở hoàn toàn
thì dừng lại. Khi nhấn nút đóng thì của sẽ đóng lại, đến khi đóng hoàn toàn thì dừng.
Trong khi cửa đóng nếu gặp vật cản thì cửa sẽ dừng lại và sau 10s sẽ mở ra. Trong quá
trình đóng và mở có thể dừng bất kỳ ở vị trí nào?
a, Cho biết dùng 2 loại cảm biến gì trong hệ thống tự động trên? Chế độ hoạt động

của 2 cảm biến này?
b, Hãy thiết kế mạch để điều khiển hệ thống tự động trên (có thuyết minh cách
hoạt động của mạch) ?
Câu 16. Cho hệ thống cửa tự động


Nguyên lý hoạt động: Khi có người đứng trước cửa thì cửa sẽ mở ra. Mở hết thì
dừng lại. Nếu người đi qua, sau 20s mà không có người đứng trước cửa thì cửa tự động
đóng lại. Đóng hết thì dừng. Trong quá trình đóng, nếu gặp vật cản thì cửa mở ra.
a, Cho biết dùng 2 loại cảm biến gì trong hệ thống tự động trên? Chế độ hoạt động
của 2 cảm biến này?
b, Hãy thiết kế mạch để điều khiển hệ thống tự động trên (có thuyết minh cách
hoạt động của mạch) ?
2.2. Thiết kế mạch điều khiển theo mạch PLC (điều khiển mềm)