Soạn đề cương thực tập điện - Khí nén cho sinh viên ngành điện và thi công mô hình tay máy

từ 5/2 bằng van điện từ 3/2, như vậy mạch vẫn hoạt động đúng với yêu cầu điều khiển đã đề ra. BÀI TẬP 2 THIẾT BỊ SẮP XẾP Mục đích – yêu cầu: Điều khiển gián tiếp thông qua sự phản hồi của tiếp điểm hành trình điện cơ. Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động. Thiết kế mạch khí nén và mạch điện điều khiển, từ đó chuyển sang chương trình PLC. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch . Mô tả yêu cầu điều khiển: Có 4 loại gỗ khác nhau được cho vào 4 ngăn xếp. Xilanh A có nhiệm vụ đẩy ra một bộ gồm 4 lọai gỗ, mỗi thứ 1 thanh. Bằng cách nhấn một nút nhấn, không cần giữ tay, xilanh A đi ra, sau đó tự động lùi về. Hình 3-18 Thiết bị sắp xếp Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh. ‚ Từ biểu đồ trạng thái, hãy thiết kế mạch khí nén, mạch điện điều khiển theo biểu đồ trạng thái vừa vẽ. ƒ Từ mạch điện – khí nén vừa thiết kế, hãy nêu nguyên lý hoạt động của mạch. „ Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm. … Lắp ráp mạch điện điều khiển và kết nối với mạch khí nén. † Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí. ‡ Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động; so sánh hoạt động của mạch và yêu cầu điều khiển đã đề ra. ˆ Dựa theo mạch điện khí nén đã thiết kế, hãy viết chương trình PLC. Kết nối các ngõ vào/ra của CPU với các thiết bị. Nạp chương trình và cho mạch hoạt động theo chương trình vừa viết. ‰ Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ. s Nếu tiếp điểm hành trình không được đặt ở cuối hành trình của xilanh mà đặt ở khoảng giữa của hành trình thì mạch hoạt động như thế nào ? Vì sao? Nêu ứng dụng của tiếp điểm hành trình điện cơ ? Bài giải: Biểu đồ trạng thái: l l 1 2 0 l l l l 3º1 1 0 1 A PSB Mạch điều khiển điện - khí nén: Thiết bị sử dụng: _ 1 nút nhấn thường hở. _ 2 rơ le điện từ. _ 1 van điện từ 5/2 tác dụng 2 chiều. _ 1 tiếp điểm hành trình điện cơ. _ 1 xilanh tác dụng kép. Quy trình điều khiển: Xilanh +A -A Công tắc hành trình PSB S Nam châm điện Y1 Y2 ° ° ° ° · · · · PSB K1 S K2 1 2 +24V 0V ° ° ° ° ° ° · · K1 Y1 3 ° ° ° ° · · K2 Y2 4 ° ° ° ° Nguyên lý hoạt động của mạch: Khi nhấn nút nhấn PBS, cuộn K1 có điện. Tiếp điểm K1 đóng lại làm cuộn dây Y1 của van điện từ có điện làm cho van điện từ 5/2 đảo chiều và xilanh A đi ra. Do van điện từ có “nhớ” nên dù ta không giữ nút nhấn, van vẫn không trở về vị trí ban đầu. Xilanh A đi ra chạm vào tiếp điểm hành trình S làm cho cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm K2 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 có điện, van điện từ trở về vị trí ban đầu, xilanh A lùi về. Chương trình PLC: Xác định I/O: _ PSB : I0.0 _ S : I0.1 _ Y1 : Q0.0 _ Y2 : Q0.1 Nếu dịch chuyển tiếp điểm hành trình S vào giữa khoảng hành trình của xilanh A, thì xilanh A sẽ không di chuyển hết hành trình của nó mà nó sẽ quay về tại vị trí đặt tiếp điểm hành trình S. Vì khi chạm vào tiếp điểm hành trình S, lập tức cuộn dây Y2 có điện, van đảo chiều, xilanh A quay trở về. BÀI TẬP 3 BÀN XOAY Mục đích – yêu cầu: Điều khiển gián tiếp bằng sự dao động của cần piston thông qua chốt chặn. Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động. Thiết kế mạch khí nén và mạch điện điều khiển, từ đó chuyển sang chương trình PLC. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Mô tả yêu cầu điều khiển: Bàn xoay sẽ xoay tròn để đổi hướng các can nhựa theo hướng đối diện để tiếp tục di chuyển tên băng tải. Bằng cách nhấn một nút nhấn, xilanh A sẽ dao động, thông qua chốt chận, bàn xoay sẽ xoay tròn. Khi nhấn nút nhấn một lần nữa, bàn xoay sẽ ngừng xoay. A Hình 3-19 Bàn xoay Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh. ‚ Từ biểu đồ trạng thái, hãy thiết kế mạch khí nén, mạch điện điều khiển theo biểu đồ trạng thái vừa vẽ. ƒ Từ mạch điện – khí nén vừa thiết kế, hãy nêu nguyên lý hoạt động của mạch. „ Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm. … Lắp ráp mạch điện điều khiển và kết nối với mạch khí nén. † Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí. ‡ Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động; so sánh hoạt động của mạch và yêu cầu điều khiển đã đề ra. ˆ Dựa theo mạch điện khí nén đã thiết kế, hãy viết chương trình PLC. Kết nối các ngõ vào/ra của CPU với các thiết bị. Nạp chương trình và cho mạch hoạt động theo chương trình vừa viết. ‰ Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ. s Nếu ta thay xilanh tác dụng kép bằng xilanh tác dụng đơn (hoặc ngược lại) thì mạch phải thay đổi lại như thế nào ? Trong bài này, nếu ta thay thế van điện từ tác dụng kép bằng van điện từ tác dụng một chiều có hồi phục bằng lò xo thì mạch có hoạt động không ? Để thay đổi tốc độ xoay của bàn thì ta phải làm như thế nào ? Bài giải: Biểu đồ trạng thái: l l l 1 2 7 A 1 0 l l l l l l 3 4 5 6 n º1 l l l l n-1 ñ ñ ñ ñ l l 1 0 l l l l l l l l ñ ñ ñ ñ PSB S2 S1 Mạch điều khiển điện - khí nén: Thiết bị sử dụng: _ 1 nút nhấn thường hở có rãnh định vị. _ 2 rơ le điện từ. _ 2 tiếp điểm hành trình điện cơ. _ 1 van điện từ 5/2 tác dụng 2 chiều. _ 1 xilanh tác dụng kép. Quy trình điều khiển: Xilanh +A -A KT Công tắc hành trình PSB S2 S1 Nam châm điện Y1 Y2 S2 ° ° · · · · PSB K1 K2 1 2 +24V 0V ° ° ° ° ° ° · · K1 Y1 3 ° ° ° ° · · K2 Y2 4 ° ° ° ° ° ° Ú ° ° Ý S1 Nguyên lý hoạt động của mạch: Khi nhấn nút nhấn PBS, do tiếp điểm hành trình S1 đang bị tác động nên cuộn K1 có điện. Tiếp điểm K1 đóng lại làm cuộn dây Y1 của van điện từ có điện làm cho van điện từ 5/2 đảo chiều và xilanh A đi ra. Xilanh A đi ra chạm vào tiếp điểm hành trình S2 làm cho cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm K2 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 có điện, van điện từ trở về vị trí ban đầu, xilanh A lùi về. Xilanh A lùi về lại chạm vào tiếp điểm hành trình S1, cuộn dây K1 có điện, tiếp điểm K1 đóng, cuộn dây Y1 có điện, xilanh A đi ra, chạm vào tiếp điểm hành trình S2, xilanh A lại lùi về. Và quá trình cứ thế tiếp tục cho đến khi, ta nhấn nút PSB một lần nữa, lúc này cuộn K1 mất điện, xilanh A ngừng hoạt động. Chương trình PLC : Xác định I/O : _ PSB : I0.0 _ S1 ..S2 : I0.1 .. I0.2 _ Y1..Y2 : Q0.1 .. Q0.2. Nếu sử dụng xilanh tác dụng đơn, ta phải thay van điện từ 5/2 bằng van điện từ 3/2, như vậy mạch vẫn hoạt động đúng với yêu cầu điều khiển đã đề ra. Nếu sử dụng van tác dụng một chiều có hồi phục bằng lò xo thì ta phải thiết kế một mạch chốt để duy trì khi tiếp điểm hành trình S1 không còn bị tác động. Chương trình PLC có sử dụng lệnh SET để duy trì : Y : Q0.0 Khi muốn thay đổi tốc độ bàn xoay, nghĩa là ta phải thay đổi tốc độ chuyển động của piston. Như vậy ta phải gắn thêm van tiết lưu hai chiều tại đường ống dẫn khí vào xilanh. BÀI TẬP 4 DỤNG CỤ CHÀ BÓNG Mục đích – yêu cầu: Mạch điện chốt với Reset trội hơn. Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động. Thiết kế mạch khí nén và mạch điện điều khiển, từ đó chuyển sang chương trình PLC. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Mô tả yêu cầu điều khiển: Các miếng gỗ được đẩy xuống một bàn chà bóng có băng tải đang chạy. Bằng cách nhấn một nút nhấn, miếng gỗ được xilanh A đẩy xuống dưới băng tải chà bóng. Khi nhấn một nút nhấn khác, xilanh A lùi về mang theo miếng gỗ đã được chà bóng. A Hình 3-20 Dụng cụ chà bóng Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh. ‚ Từ biểu đồ trạng thái, hãy thiết kế mạch khí nén, mạch điện điều khiển theo biểu đồ trạng thái vừa vẽ. ƒ Từ mạch điện – khí nén vừa thiết kế, hãy nêu nguyên lý hoạt động của mạch. „ Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm. … Lắp ráp mạch điện điều khiển và kết nối với mạch khí nén. † Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí. ‡ Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động; so sánh hoạt động của mạch và yêu cầu điều khiển đã đề ra. ˆ Dựa theo mạch điện khí nén đã thiết kế, hãy viết chương trình PLC. Kết nối các ngõ vào/ra của CPU với các thiết bị. Nạp chương trình và cho mạch hoạt động theo chương trình vừa viết. ‰ Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ. Bài giải: Biểu đồ trạng thái: S2 S1 0 1 A 3º1 2 1 l l l Mạch điều khiển điện - khí nén: Thiết bị sử dụng: _ 1 nút nhấn thường đóng S1 _ 1 nút nhấn thường hở S2 _ 1 xilanh tác dụng kép. _ 1 rơ le điện từ. _ 1 van điện từ 5/2 hồi phục bằng lò xo. Quy trình điều khiển: Xilanh +A -A Công tắc hành trình S1 S2 Nam châm điện Y 0 ° ° ° ° ° ° · · · · S1 S2 K1 K1 1 2 +24V 0V ° ° ° ° ° ° ° ° · · K1 Y 3 Nguyên lý hoạt động của mạch: Khi nhấn nút nhấn S1 làm cuộn K1 có điện. Tiếp điểm K1 đóng lại và tự duy trì làm cuộn dây Y của van điện từ có điện làm cho van điện từ 5/2 đảo chiều và xilanh A đi ra. Khi nhấn nút S2, cuộn K1 mất điện, tiếp điểm K1 hở ra, cuộn dây Y mất điện, lò xo hồi phục van về vị trí cũ, xilanh A lùi về. Chương trình PLC: Xác định I/O: _ S1 : I0.0 _ S2 : I0.1 _ K1 (Y) : Q0.0 BÀI TẬP 5 DỤNG CỤ KẸP CHI TIẾT Mục đích – yêu cầu: Mạch điện chốt với SET trội hơn . Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động. Thiết kế mạch khí nén và mạch điện điều khiển, từ đó chuyển sang chương trình PLC. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Mô tả yêu cầu điều khiển: Một dụng cụ kẹp chi tiết trong gia công chi tiết. Bằng cách nhấn một nút nhấn, hàm kẹp đi ra và kẹp chi tiết lại. Khi nhấn một nút nhấn khác, hàm kẹp sẽ mở ra và chi tiết được tháo ra. Hình 3-21 Dụng cụ kẹp chi tiết Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh. ‚ Từ biểu đồ trạng thái, hãy thiết kế mạch khí nén, mạch điện điều khiển theo biểu đồ trạng thái vừa vẽ. ƒ Từ mạch điện – khí nén vừa thiết kế, hãy nêu nguyên lý hoạt động của mạch. „ Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm. … Lắp ráp mạch điện điều khiển và kết nối với mạch khí nén. † Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí. ‡ Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động; so sánh hoạt động của mạch và yêu cầu điều khiển đã đề ra. ˆ Dựa theo mạch điện khí nén đã thiết kế, hãy viết chương trình PLC. Kết nối các ngõ vào/ra của CPU với các thiết bị. Nạp chương trình và cho mạch hoạt động theo chương trình vừa viết. ‰ Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ. Bài giải: Biểu đồ trạng thái: l l l 1 2 3º1 A 1 0 S1 S2 Mạch điều khiển điện - khí nén: Thiết bị sử dụng: _ 1 nút nhấn thường hở S1 _ 1 nút nhấn thường đóng S2 _ 1 rơ le điện từ. _ 1 van điện từ 5/2 có phục hồi bằng lò xo. _ 1 xilanh tác dụng kép. Quy trình điều khiển: Xilanh +A -A Công tắc hành trình S1 S2 Nam châm điện Y 0 ° ° ° ° ° ° · · · · S1 S2 K1 K1 1 2 +24V 0V ° ° ° ° ° ° ° ° · · K1 Y 3 Nguyên lý hoạt động của mạch: Khi nhấn nút nhấn S1 làm cuộn K1 có điện. Tiếp điểm K1 đóng lại và tự duy trì làm cuộn dây Y của van điện từ có điện làm cho van điện từ 5/2 đảo chiều và xilanh A đi ra. Khi nhấn nút S2, cuộn K1 mất điện, tiếp điểm K1 hở ra, cuộn dây Y mất điện, lò xo hồi phục van về vị trí cũ, xilanh A lùi về. Chương trình PLC: Xác định I/O : _ S1 : I0.0 _ S2 : I0.1 _ K1 ( Y ) : Q0.0 BÀI TẬP 6 DỤNG CỤ ĐÓNG DẤU Mục đích – yêu cầu: Khảo sát rơle áp suất – điện trong điều khiển tự động. Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động. Thiết kế mạch khí nén và mạch điện điều khiển, từ đó chuyển sang chương trình PLC. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Mô tả yêu cầu điều khiển: Một dụng cụ đóng dấu hoạt động như sau: Nhấn một nút nhấn, xilanh A đi ra và đẩy con dấu đi xuống. Khi con dấu tiếp xúc với vật cần đóng dấu và đã đạt được một áp suất cho phép nào đó, con dấu tự động lùi về. A Hình 3-22 Dụng cụ đóng dấu Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh. ‚ Từ biểu đồ trạng thái, hãy thiết kế mạch khí nén, mạch điện điều khiển theo biểu đồ trạng thái vừa vẽ. ƒ Từ mạch điện – khí nén vừa thiết kế, hãy nêu nguyên lý hoạt động của mạch. „ Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm. … Lắp ráp mạch điện điều khiển và kết nối với mạch khí nén. † Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí. ‡ Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động; so sánh hoạt động của mạch và yêu cầu điều khiển đã đề ra. ˆ Dựa theo mạch điện khí nén đã thiết kế, hãy viết chương trình PLC. Kết nối các ngõ vào/ra của CPU với các thiết bị. Nạp chương trình và cho mạch hoạt động theo chương trình vừa viết. ‰ Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ. s Sử dụng 2 loại van và 2 loại xilanh sau đây: Xilanh tác dụng đơn, xilanh tác dụng kép. Van điện từ tác dụng 2 chiều, van điện từ tác dụng một chiều và tự hồi phục bằng lò xo. Bài giải: Biểu đồ trạng thái: l l l 1 2 3º1 A 1 0 Start p Mạch điều khiển điện - khí nén: Dạng mạch 1: Thiết bị sử dụng: _ 1 nút nhấn thường hở. _ 1 rơ le áp suất – điện. _ 1 van điện từ 5/2 (3/2) tác dụng 1 chiều và hồi phục bằng lò xo. _ 1 xilanh tác dụng kép (đơn ). _ 2 rơle điện từ. Quy trình điều khiển: Xilanh +A -A Công tắc hành trình Start B Nam châm điện Y 0 ° ° B · K1 ° ° · · · · Start K1 1 2 +24V 0V ° ° ° ° · · B K2 3 ° ° ° ° · · K1 Y 4 ° ° ° ° K2 ° ° ° ° Dạng mạch 2: Thiết bị sử dụng: _ 1 nút nhấn thường hở. _ 1 rơ le áp suất – điện. _ 1 van điện từ 5/2 (3/2) tác dụng 2 chiều. _ 1 xilanh tác dụng kép (đơn ). _ 2 rơle điện từ. Quy trình điều khiển: Xilanh +A -A Công tắc hành trình Start B Nam châm điện Y1 Y2 ° ° B · ° ° · · Start K1 1 +24V 0V ° ° ° ° · · B K2 2 ° ° ° ° · · K1 Y1 3 ° ° ° ° K2 ° ° ° ° ° ° · · Y2 4 K2 Nguyên lý hoạt động của mạch: Dạng mạch 1: Khi nhấn nút nhấn Start, cuộn K1 có điện và tự nó duy trì. Tiếp điểm K1 đóng lại làm cuộn dây Y của van điện từ có điện làm cho van điện từ đảo chiều và xilanh A đi ra. Xilanh A đi ra chạm vào vật cần đóng dấu và đạt dược một áp suất cần thiết cho phép làm cho tiếp điểm B của rơle áp suất đóng lại làm cuộn K2 có điện => làm cho cuộn K1 mất điện, Y mất điện, lò xo phục hồi lại vị trí ban đầu cho van, xilanh A lùi về. Dạng mạch 2: Khi nhấn nút nhấn Start, cuộn K1 có điện , tiếp điểm K1 đóng lại làm cuộn dây Y của van điện từ có điện làm cho van điện từ đảo chiều và xilanh A đi ra. Xilanh A đi ra chạm vào vật cần đóng dấu và đạt dược một áp suất cần thiết cho phép làm cho tiếp điểm B của rơle áp suất đóng lại làm cuộn K2 có điện làm cho cuộn dây Y2 của van điện từ có điện, xilanh A lùi về. Chương trình PLC: Dạng mạch 1: Xác định I/O: _ Start : I0.0 _ B : I0.1 _ K1(Y) .. K2 : Q0.1 .. Q0.2 Dạng mạch 2: Xác định I/O : _ Start : I0.0 _ B : I0.1 _ K1(Y1) .. K2(Y2) : Q0.1 .. Q0.2 BÀI TẬP 7 TRẠM CHUYỂN HÀNG Mục đích – yêu cầu: Điều khiển sự phối hợp chuyển động bằng các điều kiện phụ. Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động. Từ mạch khí nén và mạch điện điều khiển đã cho, chuyển sang chương trình PLC. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Mô tả yêu cầu điều khiển: Các hộp bên trong ngăn xếp sẽ được đưa qua một trạm xử lý khác để xử lý. Các hộp được đẩy ra khỏi ngăn xếp bằng xilanh A, và được chuyển đến trạm xử lý bằng xilanh B. Xilanh B chỉ có thể trở về khi xilanh A đã trở về. Những chiếc hộp bên trong ngăn xếp được báo bởi một tiếp điểm hành trình. Nếu không có hộp bên trong ngăn xếp, hệ thống sẽ không hoạt động được. A B Hình 3-23 Trạm chuyển hàng Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của các xilanh. ‚ Từ sơ đồ đã cho, hãy liệt kê các thiết bị sẽ sử dụng. ƒ Lắp ráp mạch điện khí nén theo sơ đồ. „ Dựa vào sơ đồ, hãy giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. … Cho mạch hoạt động và so sánh hoạt động của mạch với nguyên lý hoạt động và biểu đồ trạng thái vừa nêu. † Từ mạch điện khí nén hãy viết chương trình PLC với các ngõ vào/ra đã cho. Nạp chương trình PLC vào CPU và kết nối vối mạch khí nén. Cho mạch hoạt động. ˆ Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ. MẠCH ĐIỆN KHÍ NÉN ° ° ° ° ° ° Ý ° ° · · · ° ° · · ° ° ° ° ° · · ° ° · · · · ° ° ° ° ° ° ° ° · · · ° ° ° ° ° ° · · · K1 K2 K3 K3 K2 K1 Y1 Y2 Y3 B2 ° ° ° Ý B1 S1 Start S2 S3 1 2 3 4 5 6 7 K1 Bài giải: Biểu đồ trạng thái: S4 l l l 1 2 3 A B1 l l l l l 4º1 B B2 S1 S2 Liệt kê thiết bị sử dụng: _ 1 nút nhấn thường hở có rãnh định vị. _ 3 rơ le điện từ. _ 3 tiếp điểm hành trình điện từ. _ 3 công tắc hành trình điện cơ. _ 1 van điện từ 5/2 tác dụng 2 chiều. _ 1 van điện từ 5/2 tác dụng một chiều hồi phục bằng lò xo. _ 2 xilanh tác dụng kép. Quy trình điều khiển: Xilanh +A -A +B -B KT Công tắc hành trình S4 B2 S2&B1 S1 Nam châm điện Y1 0 Y2 Y3 Nguyên lý hoạt động của mạch: Khi có hàng trong ngăn xếp , S3 bị tác động. Khi nhấn nút S4 làm cho cuộn dây K1 có điện và tự duy trì, cuộn Y1 của van điện từ có điện và xilanh A đi ra. Xilanh A đi ra chạm vào tiếp điểm hành trình B2 làm cho cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm K2 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 có điện, xilanh B đi ra. Tiếp điểm hành trình S1 không còn được tác động nữa làm cho cuộn dây K1 mất điện, cuộn Y1 mất điện, lò xo hồi phục van về vị trí cũ làm cho xilanh A lùi về. Xilanh A lùi về làm tiếp điểm B1 bị tác động, lúc này do tiếp điểm hành trình S2 đang bị tác động nên cuộn dây K3 có điện làm cho Y3 có điện, xilanh B lùi về. Chương trình PLC: Xác định I/O: _ Start : I0.0 _ S1 .. S3 : I0.1 .. I0.3 _ B1 .. B2 : I1.1 .. I1.2. _ K1 .. K3 : Q0.1 .. Q0.3 ( Y1 … Y3) BÀI TẬP 8 THIẾT BỊ KHOAN CHI TIẾT Mục đích – yêu cầu: Hệ thống điều khiển bao gồm 2 cơ cấu chấp hành, sử dụng phương pháp điều khiển theo nhịp để thiết kế mạch điện điều khiển. Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động. Từ mạch khí nén và mạch điện điều khiển đã cho, chuyển sang chương trình PLC. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Mô tả yêu cầu điều khiển: Một hệ thống gia công chi tiết hoạt động như sau: _ Xilanh A đi xuống kẹp chặt chi tiết lại. _ Xilanh B đi xuống khoan, xong lùi về. _ Xilanh A lùi về, tháo chi tiết ra. b1 a0 a1 b0 A B Chi tiết khoan Hàm kẹp Hình 3-24 Thiết bị khoan chi tiết Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của các xilanh. ‚ Từ sơ đồ đã cho, hãy liệt kê các thiết bị sẽ sử dụng. ƒ Lắp ráp mạch điện khí nén theo sơ đồ. „ Dựa vào sơ đồ, hãy giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. … Cho mạch hoạt động và so sánh hoạt động của mạch với nguyên lý hoạt động và biểu đồ trạng thái vừa nêu. † Từ mạch điện khí nén hãy viết chương trình PLC với các ngõ vào/ra đã cho. Nạp chương trình PLC vào CPU và kết nối vối mạch khí nén. Cho mạch hoạt động. ˆ Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ. Bài giải: Biểu đồ trạng thái: l l l 1 2 3 A a1 l l l l l 5º1 B a2 b1 b2 l 4 l Mạch điều khiển điện - khí nén: Thiết bị sử dụng: _ 1 nút nhấn thường hở. _ 5 rơ le điện từ. _ 4 công tắc hành trình điện cơ. _ 2 van điện từ 5/2 tác dụng một chiều hồi phục bằng lò xo. _ 2 xilanh tác dụng kép. Quy trình điều khiển: Xilanh +A +B -B -A KT Công tắc hành trình Start a2 b2 b1 a1 Nam châm điện Y1 Y2 0 0 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° · · · · ° ° ° ° ° ° ° ° · · · · ° ° ° ° ° ° ° ° · · · · ° ° ° ° ° ° ° ° · · · · ° ° Ý ° ° ° ° · · ° ° · · ° ° ° ° · · ° ° ° ° ° ° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100 110 a0 K4 K4 K1 K2 K3 a0 Start a1 b1 b0 K5 K1 K2 K3 K4 K3 K2 K1 K2 K3 K4 K5 Y1 Y2 ° ° 0V +24V Nguyên lý hoạt động của mạch: Tại thời điểm ban đầu, tiếp điểm hành trình a0, b0 bị tác động. Nhấn nút Start làm cho cuộn dây K1 có điện và tự duy trì, cuộn Y1 của van điện từ có điện và xilanh A đi ra kẹp chi tiết. Xilanh A đi ra chạm vào tiếp điểm hành trình a1 làm cho cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm K2 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 có điện, xilanh B đi ra. Xilanh B đi ra chạm vào tiếp điểm hành trình b1 làm cho cuộn dây K3 có điện, tiếp điểm K3 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 mất điện, xilanh B lùi về. Xilanh B lùi về chạm vào tiếp điểm hành trình b0 làm cho cuộn dây K4 có điện, tiếp điểm K4 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 mất điện, xilanh A lùi về, chạm vào tiếp điểm hành trình a0 làm cuộn dây K5 có điện, tiếp điểm thường đóng K5 hở ra, tồn bộ mạch được reset trở về trạng thái ban đầu. Chương trình PLC: Xác định I/O: _ Start : I0.0 _ a0 .. a1 : I0.1 .. I0.2 _ b0 .. b1 : I0.3 .. I0.4 _ K1 … K5 : Q0.0 .. Q0.4 _ Y1 … Y2 : Q0.5 .. Q0.6 BÀI TẬP 9 THIẾT BỊ GIA CÔNG CHI TIẾT Mục đích – yêu cầu: Hệ thống điều khiển bao gồm 3 cơ cấu chấp hành, sử dụng phương pháp điều khiển theo nhịp để thiết kế mạch điện điều khiển. Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động. Từ mạch khí nén và mạch điện điều khiển đã cho, chuyển sang chương trình PLC. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Mô tả yêu cầu điều khiển: Một hệ thống gia công chi tiết hoạt động như sau: _ Xilanh A đi xuống kẹp chặt chi tiết lại. _ Xilanh B đi xuống dập thô chi tiết, xong lùi về. _ Xilanh C đi xuống dập tinh chi tiết xong lùi về. _ Xilanh A lùi về, tháo chi tiết ra. A B C Chi tiết gia công Hình 3-25 Thiết bị gia công chi tiết Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của các xilanh. ‚ Từ sơ đồ đã cho, hãy liệt kê các thiết bị sẽ sử dụng. ƒ Lắp ráp mạch điện khí nén theo sơ đồ. „ Dựa vào sơ đồ, hãy giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. … Cho mạch hoạt động và so sánh hoạt động của mạch với nguyên lý hoạt động và biểu đồ trạng thái vừa nêu. † Từ mạch điện khí nén hãy viết chương trình PLC với các ngõ vào/ra đã cho. Nạp chương trình PLC vào CPU và kết nối vối mạch khí nén. Cho mạch hoạt động. ˆ Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ. MẠCH ĐIỆN – KHÍ NÉN: ° ° ° ° ° ° ° ° ° · · · · S1 K6 K1 K1 1 2 ° ° ° ° ° ° · · K2 K1 S2 3 ° ° ° ° ° ° · · ° ° · · K3 K2 S4 K3 5 6 ° ° ° ° ° ° · · ° ° · · K4 K3 S3 K4 7 8 ° ° ° ° ° ° · · ° ° · · K5 K4 S6 K5 9 10 ° ° ° ° ° ° · · K6 K5 S5 11 ° ° · · Y1 K6 K1 12 ° ° · · Y2 K3 K2 13 ° ° · · Y3 K5 K4 14 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° +24V 0V ° ° ° · · K2 4 Bài giải: Biểu đồ trạng thái: 1 4 5 A 1 0 7º1 6 B 1 0 l l l l l l l 2 3 l l l l l l l l l l l l l l C 1 0 S1 Liệt kê thiết bị sử dụng: _ 1 nút nhấn thường hở S1. _ 6 rơ le điện từ. _ 5 công tắc hành trình điện cơ. _ 2 van điện từ 5/2 tác dụng một chiều hồi phục bằng lò xo. _ 1 van điện từ 3/2 tác dụng một chiều hồi phụcbằng lò xo. _ 2 xilanh tác dụng kép. _ 1 xilanh tác dụng đơn. Quy trình điều khiển: Xilanh +A +B -B +C -C -A Công tắc hành trình S1 S2 S4 S3 S6 S5 Nam châm điện Y1 Y2 0 Y3 0 0 Nguyên lý hoạt động của mạch: Nhấn nút S1 làm cho cuộn dây K1 có điện và tự duy trì, cuộn Y1 của van điện từ có điện và xilanh A đi ra kẹp chi tiết. Xilanh A đi ra chạm vào tiếp điểm hành trình S2 làm cho cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm K2 đóng lại làm cho cuộn dây Y2 có điện, xilanh B đi ra. Xilanh B đi ra chạm vào tiếp điểm hành trình S4 làm cho cuộn dây K3 có điện, tiếp điểm K3 đóng lại làm cho cuộn dây Y3 có điện, xilanh B lùi về. Xilanh B lùi về chạm vào tiếp điểm hành trình S3 làm cho cuộn dây K4 có điện, tiếp điểm K4 đóng lại làm cho cuộn dây Y3 có điện, xilanh C đi ra chạm tiếp điểm hành trình S6 làm Reset tồn bộ mạch điện và xilanh C lùi về. Chương trình PLC: Xác định I/O : _ Start (S1) : I0.0 _ S2 .. S6 : I0.1 .. I0.5 _ K1 … K6 : Q0.0 .. Q0.5 _ Y1 … Y3 : Q0.6 .. Q1.0 BÀI TẬP 10 MẠCH KHỞI ĐỘNG Y/D CHO ĐỘNG CƠ ĐIỆN 3 PHA Mục đích – yêu cầu: Hệ thống điều khiển bao gồm 3 cơ cấu chấp hành, sử dụng phương pháp điều khiển theo nhịp để thiết kế mạch điện điều khiển. Khảo sát hoạt động của rơ le thời gian tác động muộn. Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động. Thiết kế mạch khí nén và mạch điện điều khiển, từ đó chuyển sang chương trình PLC . Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch . Mô tả yêu cầu điều khiển: Mạch điện điều khiển quá trình khởi động của động cơ điện 3 pha khi làm việc bình thường đấu D. Khi mở máy, ta đổi thành Y, như vậy điện áp đưa vào mỗi pha chỉ còn . Khi nhấn một nút nhấn, xilanh K đi ra làm cầu dao chính đóng lại, cùng lúc đó xilanh 1 cũng đi ra làm cho động cơ hoạt động ở chế độ Y. Sau 2s, khi động cơ đã chạy rồi, ta cho xilanh 1 lùi về và xilanh 2 đi ra, mạch hoạt động bình thường ở chế độ D. · · · · · · · A B C K 2 1 ĐC Hình 3-26 Mạch khởi động Y/D Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh. ‚ Từ biểu đồ trạng thái, hãy thiết kế mạch khí nén, mạch điện điều khiển theo biểu đồ trạng thái vừa vẽ (dùng phương pháp điều khiển theo nhịp). ƒ Từ mạch điện – khí nén vừa thiết kế, hãy nêu nguyên lý hoạt động của mạch. „ Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm. … Lắp ráp mạch điện điều khiển và kết nối với mạch khí nén. † Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí. Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động; so sánh hoạt động của mạch và yêu cầu điều khiển đã đề ra. * Chú ý: điều chỉnh Rơle thời gian để thời gian tác động là 3s. ˆ Dựa theo mạch điện khí nén đã thiết kế, hãy viết chương trình PLC. Kết nối các ngõ vào/ra của CPU với các thiết bị. Nạp chương trình và cho mạch hoạt động theo chương trình vừa viết. ‰ Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ. Bài giải: Biểu đồ trạng thái: 1 4 5 K 1 0 7º1 6 1 1 0 l l l l l l l t=3s 2 3 l l l l l l l l l l l l l l S1 2 1 0 S2 T Mạch điều khiển điện - khí nén: Thiết bị sử dụng: _ 2 nút nhấn thường hở. _ 2 rơ le điện từ. _ 1 rơle thời gian tác động muộn. _ 3 van điện từ 5/2 tác dụng hai chiều. _ 3 xilanh tác dụng kép. Quy trình điều khiển : Xilanh +K +1 -1 +2 -2 -K Công tắc hành trình S1 t = 3s S2 Nam châm điện Y1 Y3 Y4 Y5 Y6 Y2 ° ° ° ° ° ° ° ° · · · · ° ° ° ° · · 1 2 3 S1 S2 K1 K1 K2 K2 · · 4 +24V K3 ° ° ° ° K1 · · 5 Y1 ° ° K1 ° ° ° ° ° ° · K3 Y3 · · · 6 Y4 ° ° K3 ° ° ° ° ° ° · K2 Y5 · · · 7 Y2 ° ° K2 ° ° ° ° · Y6 · ° ° 0V Nguyên lý hoạt động của mạch: Khi nhấn nút S1 làm cho cuộn dây K1 có điện và tự duy trì, cuộn Y1 và cuộn Y3 của van điện từ có điện, xilanh K và xilanh 1 đi ra. Động cơ khởi động ở chế độ Y. Đồng thời cuộn dây K3 cũng có điện . Sau 3s, tiếp điểm K3 đóng làm cuộn dây Y3 mất điện, Y4 và Y5 có điện nên xilanh 1 lùi về, xilanh 2 đi ra làm động cơ hoạt động ở chế độ D. Khi nhấn S2 , cuộn K2 có điện, cuộn K1 mất điện nên cuộn dây Y2 và Y6 có điện, xilanh K và xilanh 2 lùi về, mạch trở lại trạng thái ban đầu. Chương trình PLC: Xác định I/O: _ S1 .. S2 : I0.1 .. I0.2 _ K1 .. K2 : Q0.1 .. Q0.2 _ Y1 … Y6 : Q0.3 .. Q1.0 BÀI TẬP 11 THIẾT BỊ DẬP CHI TIẾT Mục đích – yêu cầu: Hệ thống điều khiển bao gồm 3 cơ cấu chấp hành, sử dụng phương pháp điều khiển theo nhịp để thiết kế mạch điện điều khiển. Sử dụng van đảo chiều có vị trí ‘không’ 5/2 để thiết kế. Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động. Thiết kế mạch khí nén và mạch điện điều khiển, từ đó chuyển sang chương trình PLC. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Mô tả yêu cầu điều khiển: Quy trình thực hiện của thiết bị dập chi tiết được mô tả như sau: Chi tiết từ thùng chứa sẽ được xilanh A đẩy vào và kẹp lại ở vị trí gia công. Sau khi kẹp xong xilanh B sẽ đi xuống để dập chi tiết. Sau khi xilanh B lùi về, thì xilanh A sẽ lùi về ( chi tiết được tháo ra ). Sau đó xilanh C sẽ đẩy chi tiết xuống thùng chứa. Hình 3-27 Quy trình công nghệ thiết bị dập chi tiết Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh. ‚ Từ biểu đồ trạng thái, hãy thiết kế mạch khí nén, mạch điện điều khiển theo biểu đồ trạng thái vừa vẽ (dùng phương pháp điều khiển theo nhịp). ƒ Từ mạch điện–khí nén vừa thiết kế, hãy nêu nguyên lý hoạt động của mạch. „ Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm. … Lắp ráp mạch điện điều khiển và kết nối với mạch khí nén. † Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí. Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động; so sánh hoạt động của mạch và yêu cầu điều khiển đã đề ra. ˆ Dựa theo mạch điện khí nén đã thiết kế, hãy viết chương trình PLC. Kết nối các ngõ vào/ra của CPU với các thiết bị. Nạp chương trình và cho mạch hoạt động theo chương trình vừa viết. ‰ Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ. Bài giải: Biểu đồ trạng thái: 1 4 5 A a1 a0 7º1 6 B b1 b0 l l l l l l 2 3 l l l l l l l l l l l l l l C c1 c0 l Mạch điều khiển điện - khí nén: Thiết bị sử dụng: _ 1 nút nhấn thường hở. _ 6 rơ le điện từ. _ 6 tiếp điểm hành trình. _ 3 van điện từ 5/2 có vị trí ‘không’ . _ 3 xilanh tác dụng kép . Quy trình điều khiển : Xilanh +A +B -B -A +C -C KT Công tắc hành trình Start a1 b1 b0 a0 c1 c0 Nam châm điện Y1 Y2 0 0 Y3 0 ° ° Ý ° ° ° ° ° ° ° ° · · · · ° ° ° ° ° ° ° ° · · · · ° ° ° ° ° ° ° ° · · · · ° ° Ý ° ° ° ° ° ° · · · · ° ° +24V 0V K1 K2 K3 K4 K3 K2 K1 K6 K4 K3 K2 K1 c0 a1 b1 b0 Start 1 2 3 4 5 6 7 8 ° ° ° ° Ý ° ° ° ° ° ° · · · · ° ° ° ° · · ° ° ° ° ° ° · · ° ° ° ° ° ° · · ° ° ° ° ° ° · · 9 10 11 12 13 14 a0 c1 K5 K5 K2 K1 K4 K3 K6 K5 K4 K5 K6 Y1 Y2 Y3 Nguyên lý hoạt động của mạch: Tại thời điểm ban đầu, các tiếp điểm hành trình a0, b0, c0 bị tác động, như vậy những tiếp điểm thường hở sẽ được đóng lại và những tiếp điểm thường đóng sẽ được hở ra. Khi nhấn nút Start làm cho cuộn dây K1 có điện và tự duy trì, tiếp điểm K1 đóng, cuộn Y1 của van điện từ có điện, xilanh A đi ra kẹp chi tiết, đồng thời chạm vào tiếp điểm hành trình a1 làm cuộn dây K2 có điện. Cuộn K2 có điện làm tiếp điểm K2 đóng làm cuộn dây Y2 có điện, xilanh B đi ra chạm vào tiếp điểm hành trình b1 làm cuộn dây K3 có điện, tiếp điểm K3 đóng lại, Y2 mất điện, xilanh B lùi về. Xilanh B lùi về chạm vào tiếp điểm b0 làm cho cuộn K4 có điện, tiếp điểm K4 đóng làm cuộn dây Y1 mất điện, xilanh A lùi về chạm tiếp điểm hành trình a0. Xilanh A chạm vào tiếp điểm hành trình a0 làm K5 có điện, Y3 có điện và xilanh C đi ra đẩy chi tiết vào thùng chứa đồng thời chạm vào tiếp điểm hành trình c1. Tiếp điểm c1 bị tác động làm cho cuộn K6 có điện, Y3 mất điện làm xilanh C quay về. Đồng thời lúc đó, tiếp điểm K6 thường đóng hở ra làm K1 mất điện dẫn đến các cuộn dây K2, K3, K4, K5, K6 cũng mất điện, mạch trở lại trạng thái ban đầu. Chương trình PLC: Xác định I/O : _ Start : I0.0 _ K1 … K6 : Q0.0 .. Q0.5 _ a1 .. a2 : I0.1 .. I0.2 _ Y1 : Q0.6 _ b1 .. b2 : I0.3 .. I0.4 _ Y2 .. Y3 : Q0.7 .. Q1.0 _ c1 .. c2 : I0.5 .. I0.6 BÀI TẬP 12 TAY MÁY GẮP HÀNG Mục đích – yêu cầu: Khảo sát một mạch khí nén điều khiển 3 cơ cấu chấp hành. Khảo sát họat động của xilanh quay, xilanh trượt, xilanh kẹp. Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động. Thiết kế mạch khí nén và mạch điện điều khiển, từ đó chuyển sang chương trình PLC. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Mô tả yêu cầu điều khiển: Băng tải di chuyển phía bên trái có nhiệm vụ đem hàng đến. Hệ thống tay máy có nhiệm vụ di chuyển hàng từ băng tải bên trái sang băng tải bên phải, trong lúc hàng đang di chuyển nó phải ở phương vuông góc với băng tải. Như vậy tay máy vừa có nhiệm vụ di chuyển hàng, vừa có nhiệm vụ xoay hàng đi 900 trong lúc vận chuyển. Sau khi vận chuyển hàng xong, tay máy quay trở về vị trí cũ. Xilanh kẹp A Xilanh quay B Xilanh trượt C Băng tải I Băng tải II Hình 3-28 Tay máy gắp hàng Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh. ‚ Từ biểu đồ trạng thái, hãy thiết kế mạch khí nén, mạch điện điều khiển theo biểu đồ trạng thái vừa vẽ (dùng phương pháp điều khiển theo nhịp). ƒ Từ mạch điện – khí nén vừa thiết kế, hãy nêu nguyên lý hoạt động của mạch. „ Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm. … Lắp ráp mạch điện điều khiển và kết nối với mạch khí nén. † Để van nguồn ở vị trí tắt , kết nối các đường ống dẫn khí. Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động; so sánh hoạt động của mạch và yêu cầu điều khiển đã đề ra. * Chú ý : điều chỉnh Rơle thời gian để thời gian tác động là 2s. ˆ Dựa theo mạch điện khí nén đã thiết kế, hãy viết chương trình PLC. Kết nối các ngõ vào/ra của CPU với các thiết bị. Nạp chương trình và cho mạch hoạt động theo chương trình vừa viết. ‰ Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ. Kết luận: _ Khảo sát một mạch điều khiển điện - khí nén gồm 3 cơ cấu chấp hành theo một trình tự nhất định. _ Tìm hiểu hoạt động của xilanh quay, xilanh trượt. Bài giải: Biểu đồ trạng thái: 1 4 5 C 1 0 7º1 6 B 1 0 l l l l l l l t=2s 2 3 l l l l l l l l l l l l l l t=2s A 1 0 Mạch điều khiển điện - khí nén: Thiết bị sử dụng: _ 1 nút nhấn thường hở. _ 7 rơ le điện từ. _ 4 tiếp điểm hành trình. _ 2 rơle thời gian tác động muộn. _ 3 van điện từ 5/2 có vị trí ‘không’. _ 1 xilanh trượt. _ 1 xilanh quay . _ 1 xilanh kẹp. Quy trình điều khiển: Xilanh +A +B +C -B -A -C Công tắc hành trình Start 2s b1 c1 b0 2s Nam châm điện Y1 Y2 Y3 0 0 0 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ý ° ° Ý ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 K1 K2 K3 K6 K4 K5 K6 K6 K9 K5 K5 K4 K5 K9 K6 K7 Y3 Y2 Y1 K1 K7 K1 K8 K8 K1 K1 K2 K2 K3 K3 K3 K4 K4 c1 b1 b0 c0 Start +24V 0V · ° ° Nguyên lý hoạt động của mạch: Tại thời điểm ban đầu , các tiếp điểm hành trình b0, c0 bị tác động, như vậy những tiếp điểm thường hở sẽ được đóng lại và những tiếp điểm thường đóng sẽ được hở ra. Khi nhấn nút Start, cuộn dây K1 có điện và tự duy trì, đồng thời cuộn dây K8 của rơle thời gian tác động muộn cũng có điện. Cuộn Y1 có điện, xilanh A kẹp hàng lại. Sau 2s, tiếp điểm K8 đóng lại làm cuộn K2 có điện và tự duy trì, cuộn Y2 có điện, xilanh B quay chạm vào tiếp điểm hành trình b1 làm cuộn K3 có điện và tự duy trì. Cuộn K3 có điện làm Y3 có điện, xilanh trượt C trượt sang phải chạm vào tiếp điểm hành trình c1 làm cho cuộn K4 có điện. Tiếp điểm thường đóng K4 hở ra, cuộn Y2 mất điện, xilanh quay B quay về chạm vào tiếp điểm hành trình b0 làm cho cuộn dây K5 có điện và tự duy trì, đồng thời cuộn dây K9 của rơle thời gian tác động muộn cũng có điện. Cuộn dây K5 có điện làm tiếp điểm thường đóng K5 hở ra, cuộn dây Y1 mất điện, xilanh kẹp A mở ra bỏ hàng. Sau 2s, tiếp điểm K9 đóng lại làm cuộn K6 có điện, cuộn Y3 mất điện, xilanh C lùi về chạm vào tiếp điểm hành trình c0 làm K7 có điện, tiếp điểm thường đóng K7 hở ra, tồn bộ mạch điện được Reset trở lại trạng thái ban đầu. Chương trình PLC: Xác định I/O : _ Start : I0.0 _ b0 .. b1 : I0.1 .. I0.2 _ c0 .. c1 : I0.3 .. I0.4 _ K1 … K7 : Q0.0 .. Q0.6 _ Y1 : Q0.7 _ Y2 .. Y3 : Q1.0 .. Q1.1 BÀI TẬP 13 MẠCH ĐIỂU KHIỂN KHỞI ĐỘNG BẰNG CÁCH THÊM ĐIỆN TRỞ PHỤ CHO ĐỘNG CƠ ĐIỆN ROTO DÂY QUẤN Mục đích – yêu cầu: Hệ thống điều khiển bao gồm 4 cơ cấu chấp hành, sử dụng phương pháp điều khiển theo nhịp để thiết kế mạch điện điều khiển. Khảo sát hoạt động của rơ le thời gian tác động muộn. Vẽ biểu đồ trạng thái của các chuyển động. Thiết kế mạch khí nén và mạch điện điều khiển, từ đó chuyển sang chương trình PLC. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Mô tả yêu cầu điều khiển: Một mạch điện mô tả quá trình khởi động của động cơ điện Roto dây quấn như hình vẽ. Khi bắt đầu nhấn nút khởi động S1, xilanh K đóng để đưa nguồn điện 3 pha vào động cơ. Lúc này, 3 cấp điện trở được nối vào mạch roto. Sau khi khởi động được 2s, xilanh 3 bắt đầu đóng để cắt đi một cấp điện trở. 2s tiếp theo, xilanh 2 đóng và xilanh 3 lùi về để cắt tiếp một cấp điện trở nữa. Và sau khoảng thời gian 2s, xilanh 1 đóng lại và xilanh 2 lùi về, tồn bộ điện trở phụ được ngắt ra, và động cơ hoạt động bình thường . Khi nhấn nút dừng S2, xilanh K và xilanh 1 cùng lùi về. ĐC K 1 2 3 A B C · · · · · · · · · · · · · Hình 3-29 Mạch điều khiển khởi động cho động cơ điện Roto dây quấn Tiến trình thí nghiệm:  Từ yêu cầu điều khiển, vẽ biểu đồ trạng thái tiến trình hoạt động của xilanh. ‚ Từ biểu đồ trạng thái, hãy thiết kế mạch khí nén, mạch điện điều khiển theo biểu đồ trạng thái vừa vẽ (dùng phương pháp điều khiển theo nhịp). ƒ Từ mạch điện – khí nén vừa thiết kế, hãy nêu nguyên lý hoạt động của mạch. „ Liệt kê các thiết bị sử dụng trong bài thí nghiệm. … Lắp ráp mạch điện điều khiển và kết nối với mạch khí nén. † Để van nguồn ở vị trí tắt, kết nối các đường ống dẫn khí. Bật nguồn cung cấp khí và cho mạch hoạt động; so sánh hoạt động của mạch và yêu cầu điều khiển đã đề ra. * Chú ý : điều chỉnh Rơle thời gian để thời gian tác động là 2s. ˆ Dựa theo mạch điện khí nén đã thiết kế, hãy viết chương trình PLC. Kết nối các ngõ vào/ra của CPU với các thiết bị. Nạp chương trình và cho mạch hoạt động theo chương trình vừa viết. ‰ Tắt nguồn khí, tháo các thiết bị trả về vị trí cũ. Bài giải: Biểu đồ trạng thái: 1 4 5 K 1 0 n-1 6 1 1 0 l l l l l l l t=2s 2 3 l l l l l l l l l l l l l l 2 1 0 l l l l l l l 3 1 0 l l l l t=2s t=2s l l 6 nº1 T S1 S2 << << << << << << << << Mạch điều khiển điện - khí nén : Thiết bị sử dụng: _ 2 nút nhấn thường hở. _ 4 van điện từ 5/2 tác dụng hai chiều. _ 2 rơ le điện từ. _ 4 xilanh tác dụng kép. _ 3 rơle thời gian tác động muộn. Quy trình điều khiển: Xilanh +K +3 -3 +2 -2 +1 -1 -K Công tắc hành trình S1 2s 2s 2s S2 Nam châm điện Y1 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y2 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° · · · · · S1 S2 K1 K2 K1 K2 2 1 3 ° ° ° ° 4 · · K3 K1 ° ° ° ° 5 · · K4 K3 ° ° ° ° 6 · · K5 K4 ° ° 7 · · Y1 K1 ° ° ° ° 8 · · Y2 K2 ° ° ° ° Y8 · · ° ° 10 · · Y5 K4 ° ° ° ° Y4 · · ° ° ° ° 9 · · Y3 K3 ° ° ° ° K4 K5 ° ° 11 · · Y7 K5 ° ° ° ° Y6 · · ° ° K2 +24V 0V Nguyên lý hoạt động của mạch: Khi nhấn nút S1 làm cho cuộn dây K1 có điện và tự duy trì, tiếp điểm K1 đóng, cuộn Y1 của van điện từ có điện, xilanh K đi ra đóng mạch làm cấp nguồn 3 pha cho động cơ. Tiếp điểm K1 đóng làm cuộn dây rơle tác động chậm K3 có điện. Do được chỉnh thời gian tác động là 2s nên sau 2s tiếp điểm K3 mới đóng làm cuộn dây Y3 có điện, xilanh 3 đi ra, ngắt một cấp điện trở. Tiếp điểm K3 đóng làm cuộn dây của rơle tác động muộn K4 có điện, sau 2s, tiếp điểm K4 đóng điện làm cuộn dây Y3 mất điện, Y5 và Y4 có điện nên xilanh 3 lùi về, xilanh 2 đi ra, ngắt cấp điện trở thứ 2. Tiếp điểm K4 đóng làm cuộn dây của Rơle K5 có điện, sau 2s, tiếp điểm K5 đóng làm cuộn Y5 và Y4 mất điện và Y7, Y6 có điện làm xilanh 2 lùi về, xilanh 1 đi ra, ngắt cả 3 cấp điện trở. Lúc này động cơ hoạt động bình thường, kết thúc quá trình khởi động. Động cơ cứ làm việc cho đến khi S2 được đóng làm K2 có điện, cuộn dây Y2 và Y8 có điện làm cho xilanh K và xilanh 1 lùi về, tồn bộ mạch điện trở về trạng thái ban đầu. Chương trình PLC: Xác định I/O: _ S1 .. S2 : I0.1 .. I0.2 _ K1 .. K2 : Q0.0 .. Q0.1 _ Y1 … Y6 : Q0.2 .. Q0.7 _ Y7 … Y8 : Q1.0 .. Q1.1 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ & THI CÔNG MÔ HÌNH TAY MÁY I . MÔ HÌNH TAY MÁY II . ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY BẰNG KHÍ NÉN III . ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY BẰNG ĐIỆN KHÍ NÉN Mô hình tay máy : Mô tả : Xilanh trượt dọc B Xilanh tịnh tiến A Xilanh trượt ngang E Xilanh quay D Xilanh kẹp C a0 , a1 b0 b1 e0 e1 Hình 4-1 Mô hình tay máy Yêu cầu điều khiển: Vị trí ban đầu của tay máy là phía trên, bên trái. Khi nhấn nút Start, xilanh tịnh tiến A sẽ đưa tay máy đi ra phía ngồi, xilanh trượt dọc B sẽ làm cho tay máy đi xuống phía dưới kẹp sản phẩm lại bằng xilanh kẹp C. Sau khi kẹp sản phẩm xong, tay máy đi lên phía trên. Lúc này, tay kẹp C sẽ được xilanh quay D quay 1800 lên phía trên và xilanh tịnh tiến A sẽ làm tay máy lùi vào bên trong. Xilanh trượt ngang E sẽ đưa tay máy di chuyển từ trái sang phải, sau đó, xilanh A sẽ đưa tay máy ra phía ngồi. Sau khi tay máy ra ngồi, tay kẹp sẽ được xilanh quay D quay ngược trở lại 1800 xuống phía dưới. Xilanh trượt dọc B sẽ trượt xuống dưới, tay kẹp C mở ra bỏ sản phẩm xuống băng tải. Sau đó tay máy lại đi lên phía trên, xilanh tịnh tiến A lùi vào trong, xilanh trượt ngang E trở về vị trí bên trái. Trong quá trình làm việc, nếu ta nhấn nút Stop thì tay máy sẽ thực hiện hết chu trình đó rồi dừng lại, chờ ta nhấn nút Start. Nếu không nhấn nút Stop, tay máy sẽ làm việc liên tục theo chu trình trên. Điều khiển thang máy bằng khí nén: (Dùng phương pháp bìa Karnaugh để thiết kế) Biểu đồ trạng thái: Xác định biến: Xilanh tịnh tiến A : tiếp điểm hành trình a0 và a1 Xilanh trượt dọc B : tiếp điểm hành trình b0 và b1 Xilanh kẹp C : tiếp điểm hành trình c0 và c1 Xilanh quay D : tiếp điểm hành trình d0 và d1 Xilanh trượt ngang E : tiếp điểm hành trình e0 và e1 Thành lập hàm và đơn giản hàm bằng phương pháp bìa Karnaugh: Từ biểu đồ trạng thái, ta có các hàm điều khiển như sau: +A = (+A1) + (+A2) = a0b0c0d0e1+ a0b0c1d1e1 -A = (-A1) + (-A2) = a1b0c1d1e0 + a1b0c0d0e1 +B = (+B1) + (+B2) = a1b0c0d0e0+ a1b0c1d0e1 -B = (-B1) + (-B2) = a1b1c1d0e0 + a1b1c0d0e1 +C = a1b1c0d0e0 -C = a1b1c1d0e1 +D = a1b0c1d0e0 -D = a1b0c1d1e1 +E = a0b0c1d1e0 -E = a0b0c0d0e1 Như vậy ta có biểu đồ Karnaugh như sau: a0 a0 a0 a0 a1 a1 a1 a1 b1 b1 b1 b1 b0 b0 b0 b0 d1 d1 d0 d0 c0 c0 c0 c0 c1 c1 c1 c1 e1 e1 e0 e0 +A1 -D +D +E -B1 +C +A2 -C -A1 +B2 +B1 -B2 -E -A2 Đơn giản hàm A: a1 a1 a1 a0 a0 a0 a0 a1 b0 b0 b0 b1 A b0 b1 b1 b1 e0 d0 +A1 -A2 e0 d1 +A2 e1 d1 -A1 e1 d0 c1 c1 c1 c0 c0 c0 c0 c1 +A = (+A1) + (+A2) = d0e0 + d1e1 -A = (-A1) + (-A2) = b0c0e1 + d1e0 Đơn giản hàm B: a0 a0 a0 a0 a1 a1 a1 a1 b1 b1 b1 b1 b0 b0 b0 b0 d1 d1 d0 d0 c0 c0 c0 c0 c1 c1 c1 c1 e1 e1 e0 e0 +B1 -B2 -B1 +B2 B +B = (+B1) + (+B2) = a1c0e0 + c1d0e1 -B = (-B1) + (-B2) = b1c1e0 + b1c0e1 Đơn giản hàm C: a0 a0 a0 a0 a1 a1 a1 a1 b1 b1 b1 b1 b0 b0 b0 b0 d1 d1 d0 d0 c0 c0 c0 c0 c1 c1 c1 c1 e1 e1 e0 e0 +C -C C +C = b1e0 -C = b1e1 Đơn giản hàm D: a0 a0 a0 a0 a1 a1 a1 a1 b1 b1 b1 b1 b0 b0 b0 b0 d1 d1 d0 d0 c0 c0 c0 c0 c1 c1 c1 c1 e1 e1 e0 e0 -D +D D +D = b0c1e0 -D = a1e1 Đơn giản hàm E: a0 a0 a0 a0 a1 a1 a1 a1 b1 b1 b1 b0 b0 b0 b0 d1 d1 d0 d0 c0 c0 c0 c0 c1 c1 c1 e1 e1 e0 e0 -E +E E +E = a0d1 -E = a0d0 Sơ đồ logic: ( Xem trang sau) Sơ đồ logic : & & S R & & & & ³ ³ S R & & & & ³ ³ S R & & S R & & S R A A +A -A B +B -B C +C -C D +D -D E +E -E a0 a1 b0 b1 c0 c1 d0 d1 e0 e1 Hình 4-2 Sơ đồ logic III . Điều khiển tay máy bằng điện khí nén: Biểu đồ trạng thái: (Do không sử dụng tiếp điểm hành trình cho xilanh quay D và xilanh kẹp C nên biểu đồ trạng thái có thay đổi nhỏ) Mạch điều khiển điện – khí nén: Quy trình điều khiển: Xilanh +A +B +C -B +D -A +E +A -D +B -C -B -A -E Công tắc hành trình Start a1 b1 2s b0 2s a0 e1 a1 2s b1 2s b0 a0 Nam châm điện Y5 Y1 Y8 Y2 Y7 Y6 Y3 Y5 0 Y1 0 Y2 Y6 Y4 A B C D E Y5 Y6 Y1 Y2 Y8 Y7 Y3 Y4 a1 a0 b0 b1 e0 e1 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° 1 e1 K1 a1 b1 Start K1 K2 K3 K2 K1 K7 K8 K8 K3 K9 K7 K2 K1 K3 Ka 2 3 4 5 6 8 9 24 V 0 V ° ° Kc 7 ° ° ° ° ° ° Ka K8 K4 10 ° ° Ý ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ý ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° K4 b0 a0 a1 K8 K10 e0 K9 Kc K8 K7 K6 Kb K5 K7 K7 K6 K5 Kb K7 ° ° Ý K8 12 13 14 15 16 17 18 ° ° Ý ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ý ° ° ° ° K9 Kd K8 K9 K9 K9 Kd K6 K10 b1 a0 19 20 11 21 22 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 K2 K4 K7 K10 K1 K6 K5 K3 23 24 25 26 27 28 29 30 Nguyên lý hoạt động của mạch: Khi nhấn nút Start, cuộn dây K1 có điện và tự duy trì, tiếp điểm K1 đóng, cuộn dây Y5 có điện, xilanh A đi ra. Xilanh A đi ra chạm vào tiếp điểm hành trình a1 làm cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm K2 đóng, cuộn dây Y1 có điện, xilanh trượt B đi xuống chạm vào tiếp điểm hành trình b1 làm cho cuộn dây K3 và rơle thời gian Ka có điện. Tiếp điểm K3 đóng làm cuộn dây Y8 có điện, xilanh kẹp C kẹp sản phẩm lại. Do được đặt ở thời gian 2s nên sau 2s, tiếp điểm Ka của rơle đóng làm cuộn K4 có điện, làm cho cuộn dây Y2 có điện, xilanh trượt dọc B đi lên. Xilanh trượt dọc B đi lên chạm vào tiếp điểm hành trình b0 làm cuộn dây K5 và rơle Kb có điện. Tiếp điểm K5 đóng làm cho cuộn dây Y7 có điện, xilanh quay D quay một góc 1800, sau 2s, tiếp điểm Kb đóng, cuộn dây K6 có điện. Tiếp điểm K6 đóng, làm cuộn dây Y6 có điện, xilanh tịnh tiến A lùi về chạm vào tiếp điểm hành trình a0. Tiếp điểm a0 đóng làm cuộn dây K7 có điện. Tiếp điểm K7 đóng, cuộn dây Y3 có điện, xilanh trượt ngang E trượt sang phải chạm vào tiếp điểm hành trình e1. Tiếp điểm e1 đóng làm cuốn dây K1 có điện, tiếp điểm K1 đóng làm cuộn dây Y5 có điện, xilanh A đi ra chạm vào tiếp điểm hành trình a1 làm cho cuộn dây K8 và rơle Kc có điện, tiếp điểm thường đóng K8 hở ra, cuộn dây K5 mất điện, tiếp điểm K5 hở ra, cuộn dây Y7 mất điện, xilanh quay D quay về vị trí cũ. Sau 2s, tiếp điểm Kc đóng, cuộn K2 có điện, cuộn Y1 có điện, xilanh trượt dọc B đi xuống chạm vào tiếp điểm hành trình b1, cuộn dây K9 và rơle Kd có điện, tiếp điểm thường đóng K9 hở ra, cuộn K3 mất điện, tiếp điểm K3 hở ra, cuộn dây Y8 mất điện, xilanh kẹp C mở ra, bỏ sản phẩm xuống. Sau 2s, tiếp điểm Kd đóng, cuộn dây K4 có điện, tiếp điểm K4 đóng, cuộn dây Y2 có điện, xilanh trượt dọc B đi lên chạm vào b0, K6 có điện, tiếp điểm K6 đóng làm cho Y6 có điện, xilanh A lùi về chạm vào a0, cuộn dây K10 có điện, cuộn dây Y4 có điện, xilanh trượt ngang E trượt sang trái. Đồng thời các tiếp điểm thường đóng K10 hở ra, Reset tồn bộ mạch, chờ nhấn nút Start tiếp. Chương trình PLC điều khiển dùng SIMATIC S7-200: a./ Lưu đồ thực hiện : Bắt đầu Auto = 1 Chương trình hoạt động Stop = 1 Kết thúc Start Chương trình hoạt động Start b./ Sơ đồ chức năng (chương trình hoạt động): 1 Tay máy đi ra S a1 Xilanh A đi ra Nút nhấn Start Hoặc có nhớ 2 Tay máy đi xuống S b1 Xilanh B trượt xuống a1 1 5 Tay kẹp quay lên S Xilanh D quay lên b0 6 Tay máy lùi về S a0 Xilanh A lùi về 2s 3 Tay kẹp kẹp lại S Xilanh C kẹp 4 Tay máy đi lên S b0 Xilanh B trượt lên 2s b1 7 Tay máy qua phải S e1 Xilanh E trượt phải a0 8 Tay máy đi ra S a1 Xilanh A đi ra e1 1 2 14 Tay máy sang trái S e0 Xilanh E trượt trái a0 9 Tay kẹp quay xuống S Xilanh D quay xuống a1 11 Tay kẹp mở ra S Xilanh C mở ra b1 12 Tay máy đi lên S b0 Xilanh B trượt lên 2s 13 Tay máy lùi về S a0 Xilanh A lùi về b0 10 Tay máy đi xuống S b1 Xilanh B trượt xuống 2s 2 c./ Chương trình PLC điều khiển: Xác định I/O: Nút nhấn: Auto / Manual : I1.1 Start : I0.0 Stop : I1.0 Tiếp điểm hành trình: a0..a1 : I0.1..I0.2 b0..b1 : I0.3..I0.4 e0..e1 : I0.5..I0.6 Cuộn dây: Y1 : Q0.0 Y2 : Q0.1 Y3 : Q0.2 Y4 : Q0.3 Y5 : Q0.4 Y6 : Q0.5 Y7 : Q0.6 Y8 : Q0.7 Đèn Start : Q1.0 Đèn Stop : Q1.1 Đặt : M0.0 : bit khóa I M0.1 : bit khóa II KẾT LUẬN I . TỰ ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI: Trong thời gian thực hiện đề tài, được sự hướng dẫn tận tình của thầy Vũ Đỗ Cường, giáo viên hướng dẫn, và các thầy cô trong Khoa Điện và Trung tâm Đào tạo Việt Đức, nhóm sinh viên thực hiện đã hồn thành đúng thời gian và kế hoạch được giao. Đề tài hồn thành những nội dung sau đây: _ Soạn lý thuyết hướng dẫn thực tập và các bài thực tập Khí nén và Điện – Khí nén cho sinh viên ngành Điện. _ Thi công thành công mô hình tay máy gắp sản phẩm ứng dụng Khí nén và PLC trong điều khiển. Nhóm sinh viên đã cố gắng biên soạn các bài thực tập một cách rõ ràng, sắp xếp theo ý tưởng từ đơn giản đến phức tạp giúp sinh viên thực tập có thể nắm bắt một cách cơ bản về một lĩnh vực khá mới mẻ. Tuy nhiên đây là một đề tài soạn tài liệu thực tập về một môn học mới, cộng với quỹ thời gian và kiến thức có hạn nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót về mặt nội dung cũng như hình thức trình bày. Tuy nhiên, bên cạnh đó, chính do thực hiện đề tài này mà nhóm sinh viên đã tích lũy được những kiến thức kinh ngiệm hết sức quý báu về một lĩnh vực mới và mong rằng với những kiến thức và kinh nghiệm đó sẽ giúp đỡ chúng em rất nhiều sau này. II . HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI: Về mặt nội dung, nhóm sinh viên đã thực hiện đầy đủ các nội dung đã đề ra. Tuy nhiên, trong quá trình thi công mô hình tay máy, nhóm đã chưa đưa ra các vấn đề hoạt động của tay máy khi mất điện và có điện trở lại cũng như vấn đề bảo dưỡng, bảo trì các thiết bị điện và cơ khí. Vì vậy, nhóm sinh viên thực hiện đề tài này mong các bạn sinh viên khóa sau tiếp tục nghiên cứu các vấn đề còn lại để đề tài được hồn chỉnh hơn. Thành phố Hồ Chí Minh. Tháng 3 năm 2000 Sinh viên thực hiện Phạm Văn Tâm