Sơ đồ mạch điện – khí nén gồm có hai phần : – Sơ đồ mạch điện điều khiển và tinh chỉnh .
– Sơ đồ mạch khí nén .
Các phần tửđiện đã được trình bày ở phần trên. Sau đây là ký hiệu các phần tửđiện:
– Tiếp điểm:
– Nút ấn :
– Rơle :
– Công tắc hành trình dài :
– Cảm biến :
4.2.Mạch dạng xung bằng khí nén
Nguyên tắc hoạt động giải trí của mạch dạng xung bàng khí nén được trình diễn ở hình 6.77. Khi tín hiệu xung ” z ” có giá trị bàng ’ 1 ’ thì tín hiệu xung ’ y ’ cũng có giá trị bàng ’ 1 ’. Sau thời hạn ’ t1 ’ thành phần thời hạn 1.1 đóng, van 1.2 đổi vị trí, tín hiệu xung ra ’ y ’ trở lại giá trị
không, nếu thời gian nút nhấn 1.0 lớn hơn thời gian ’t1’ của phần tử thời gian. Trong trường
hợp nếu thời gian nhấn nút nhỏ hơn ’t1’ thì tín hiệu xung vào ’z’ và tín hiệuxung ra ’y’ đồng
nhất.
Hình 6.77: Mạch dạng xung bàng khí nén.
4.3.Mạch trigơ một trạng thái bền bằng khí nén
Nguyên tắc hoạt động của mạch trigơ một trạng thái bền bằng khí nén, được biểu diễn ở
hình 6.78. Nếu tín hiệu z có giá trị bằng 1, khí nén qua van 2.2, van đảo chiều của thời gian
phần tử thời gian ngắt chậm theo chiều âm đổi vị trí. Tín hiệu ra y nhận giá trị bàng 1. Sau
thời gian t = 0,25s van đảo chiều 2.2 đổi sang vị trí 1, tín hiệu x sẽ nhận giá trị 0, tín hiệu ra y
vẫn còn duy trì giá trị 1 trong khoảng thời gian t2không phụ thuộc vào thời gian ấn nút z0.
Điều kiện để mạch trigơ một trạng thái bền khí nén hoạt động giải trí là tín hiệu z van phải giữ giá trị 1 trong khoảng chừng thời hạn lớn hơn t1 ( khoảng chừng 0,2 s ) .
y z
Hình 6.78. Phần tửtrigơ một trạng thái bền bằng khí nén
4.4.Mạch điều khiển điện khí nén với 1 xy lanh
4.4.1. Mạch điều khiển với tiếp điểmtự duy trì
Cơ sởđể phong cách thiết kế mạch điều khiển và tinh chỉnh điện – khí nén là biểu đồ trạng thái .
Hình 6.79: Biểu đồ trạng thái và sơ đồ mạch khí nén.
Hình 6.80: Mạch điều khiển với tiếp điểm tự duy trì.
Sơ đồsơ đồ mạch điện điều khiển và tinh chỉnh được trình diễn ở trong hình 6.80. Khi ảnh hưởng tác động vào nút ấn S2, rơle K2 có điện, những tiếp điểm tương ứng của rơle K2 sẽ đóng, đó là tiếp điểm K2 ở nhánh thứ ba và K2 ở nhánh thứnăm .
Khi nhả nút ấn S2, nhờ tiếp điểm duy trì K2 ở nhánh thứba, rơle K2 vẫn có điện và tiếp điểm K2 ở nhánh thứ năm – tiếp điểm đóng để dòng điện qua cuộn cảm ứng của van hòn đảo chiều, xylanh đi tới …
Khi tác động ảnh hưởng vào nút ấn vào nút ấn S1 dòng điện trong nhánh hai mất, rơle K2 mất điện, những tiếp điểm tương ứng mở ra và xylanh sẽ lùi về .
4.4.2.Mạch điều khiển với rơle thời gian tác độngmuộn
Biểu đồ trạng thái, sơ đồ mạch khí nén được trình diễn ở hình 6.82. Sơ đồ mạch tinh chỉnh và điều khiển với thành phần tự duy trì và rơle thời hạn ảnh hưởng tác động muộn. Sau thời hạn t1 công tắc nguồn hành trình dài điện – cơ S2 đóng ( vị trí cuối hành trình dài ), thì rơle thời hạn tác động ảnh hưởng muộn K2 mới có điện .
Hình 6.81: Biểu đồ trạng thái và mạch khí nén.
Hình 6.82: Mạch điều khiển tự duy trì với rơle thời gian tác động muộn.
4.4.3. Mạch điều khiển kết hợp với thủy lực (dầu ép)
Quy trình gia công của máy khoan được trình diễn ở hình 6.83. Trong trường hợp máy không hoạt động giải trí, đầu khoan phải nằm vị trí phía trên, do đó chọn van hòn đảo chiều bằng nam châm từ điện và lò xo .
Hình 6.84: Sơ đồ mạch điện điều khiển qui trình khoan.
4.5.Mạch điều khiển điện khí nén với 2 xy lanh
– Mạch tinh chỉnh và điều khiển theo nhịp :
Quy trình mạch điều khiển và tinh chỉnh theo nhịp với 2 xy – lanh màn biểu diễn trên hình 6.85. Khi ảnh hưởng tác động vào nút ấn S5, những xy – lanh sẽ thực thi theo quá trình đề ra .
Hình 6.85: Qui trình điều khiển 2 xy – lanh.
Mỗi nhịp đều có mạch tự duy trì. Sau khi ấn nút khởi động S5. Lần lượt nhịp 1 cho đến những nhịp tiếp theo sẽđóng mạch. Nhịp ở đầu cuối tác động ảnh hưởng cho tiến trình quay trở lại vị trí khởi đầu .
Nếu ta chọn van hòn đảo chiều 4/2 xung, cả hai phía ảnh hưởng tác động bằng nam châm hút điện, sơ đồ mạch tinh chỉnh và điều khiển điện trình diễn ở trên hình 6.87. Mặc dầu mỗi nhịp có mạch tự duy trì, nhưng nếu nhịp tiếp theo được triển khai, khi nhịp trước đó phải được xóa .
Hình 6.87: Quy trình điều khiển với van đảo chiều xung 4/2.
– Mạch điều khiển và tinh chỉnh với chọn chếđộ thao tác :
Quy trình gia công cũng tựa như với ví dụtrên. Điều kiện nhu yếu tiếp theo là xy – lanh B hoạt động, khi thỏa mãn nhu cầu điều kiện kèm theo là áp suất trong xy – lanh A đạt được giá trị được cho phép. Như vậy áp suất trong xy – lanh A ( xy – lanh ) kẹp cụ thể được trấn áp bằng rơle áp suất – điện .
Hình 6.88: Quy trình gia công với chọn chếđộ
4.6.Bộ dịch chuyển theo nhịp. 4.7.Bộ điều khiển theo tầng
4.7.Bộ điều khiển theo tầng
Nguyên tắc phong cách thiết kế mạch điều khiển và tinh chỉnh theo tầng là chia những bước triển khai có cùng công dụng thành từng tầng riêng. Phần tửcơ bản của điều khiển và tinh chỉnh theo tầng là thành phần nhớ – Rơle .
– Mạch tinh chỉnh và điều khiển cho 2 tầng :
Hình 6.90: Mạch điều khiển 2 tầng.
– Mạch tinh chỉnh và điều khiển cho 3 tầng :
Hình 6.91: Mạch điều khiển 3 tầng.
Hình 6.92: Mạch điều khiển 2 tầng.
Thí dụ 2 : Mạch tinh chỉnh và điều khiển 3 tầng :
Hình 6.93: Mạch điều khiển 3 tầng.
5. Mạch tổng hợp điều khiển theo nhịp
Phương pháp tinh chỉnh và điều khiển theo nhịp được ứng dụng thoáng rộng trong kỹ thuật điều khiển và tinh chỉnh bằng khí nén. Trong trong thực tiễn do những nhu yếu công nghệ tiên tiến khác nhau, mà mạch phong cách thiết kế sẽ khác nhau. Điển hình là những mạch sau :
– Mạch điều khiển và tinh chỉnh theo nhịp với những chu kỳ luân hồi triển khai đồng thời. – Mạch tinh chỉnh và điều khiển theo nhịp với những chu kỳ luân hồi triển khai tuần tự. – Mạch tinh chỉnh và điều khiển theo nhịp với chu kỳ luân hồi thực thi nhảy cóc. – Mạch tinh chỉnh và điều khiển theo nhịp với chu kỳ luân hồi triển khai lặp lại .
5.1.Mạch điều khiển với chu kỳ thựchiện đồng thời
Hình 6.94: Mạch điều khiển với các chu kỳ thực hiện đồng thời.
Nguyên lý hoạt động Sau khi qui trình M thực hiện xong, thì các qui trình 1, qui trình 2,
qui trình 3 sẽ thực hiện đồng thời. Sau khi 3 qui trình thực hiện đồng thời hoàn thành, tín
hiệu ở cổng ra Yn + 1 sẽđược kết hợp lại bằng phần tửAND, để qui trình N thực hiện.
Như vậy, trước khi chuẩn bị sẵn sàng thực thi đồng thời những quá trình, tín hiệu sẽ được phân nhánh. Sau khi những tiến trình đồng thời thực thi xong, những tín hiệu sẽ được tích hợp lại. Nguyên lý hoạt động giải trí điều khiển và tinh chỉnh theo nhịp với những chu kỳ luân hồi triển khai đồng thời, được trình diễn trên hình 6.94 .
5.2.Mạch điều khiển với chu kỳthực hiện tuần tự
Sau khi quy trình tiến độ M triển khai, nếu k = 1 thì tiến trình thứ nhất sẽ thực thi, nếu k = 0, thì quy trình tiến độ thứ hai sẽ triển khai. Sau đó, quy trình tiến độ N sẽ triển khai .
Hình 6.95. Mạch điều khiển với chu kỳ thực hiện tuần tự.
5.3.Mạch điều khiển theo nhịpvới chu kỳ thực hiệnnhảy cóc
Hình 6.96. Biểu đồ thực hiện chu kỳ nhảy cóc.
Biểu đồ thực hiện nhịp được biểu diễn trên hình 6.96. Khi k = 1, tức là vị trí của van đảo
chiều có định vị ở vị trí bên trái, các bước thực hiện sẽ lần lượt từ bước thứ nhất đến bước
thứ bảy. Khi k = 0, tức là khi vị trí của van đảo chiều có định vị ở vị trí bên phải, các bước
thực hiện sẽ lần lượt từbước thứ nhất, bước thứ hai và nhảy qua đến bước thứ bảy.
Hình 6.97. Mạch điều khiển theo nhịp với chu kỳ thực hiện nhảy cóc.
Như vậy, mạch tổng hợp gồm có 2 chương trình. Khi k = 1, ta có biểu đồ trạng thái của chương trình thứ nhất .
Hình 6.98. Biểu đồ trạng thái của chương trình thứ nhất: (khi k = 1).
Hình 6.99. Biểu đồ trạng thái của chương trình thứ hai: (khi k = 0).
5.4.Mạch điều khiển theo nhịp với chu kỳ thựchiện lặp lại
5.4.1. Nguyên lý hoạt động
Biểu đồ thực thi nhịp được trình diễn trên hình 6.100. Khi k = 1, tức là vị trí của van hòn đảo chiều có xác định ở vị trí bên trái, những bước triển khai sẽ lần lượt từ bước thứ nhất đến bước thứ bảy. Khi k = 0, tức là khi vị trí của van hòn đảo chiều có xác định ở vị trí bên phải, những bước thực thi sẽ lần lượt từbước thứ nhất đến bước thứ bảy. Sau đó sẽ lặp lại từbước thứba đến bước thứ sáu .
Hình 6.100: Biểu đồ thực hiện chu kỳ lặp lại.
5.4.2.Ví dụ ứng dụng
Hình 6.111: Mạch điều khiển theo nhịp với chu kỳ thực hiện lặp lại.
6. Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo biểu đồ Karnough
Ví dụ quy trình tiến độ thao tác của máy khoan gồm hai xylanh ( hình 6.112 ) : Khi đưa cụ thể vào xylanh A sẽđi ra để kẹp cụ thể. Sau đó pittong B đi xuống khoan cụ thể. Sau khi khoan xong, pittong B lùi về. Khi xylanh B đã lùi về, thì xylanh A mới lùi về .
Hình 6.112 Quy trình công nghệ
– Xác định biến:
Công tắc cuối hành trình dài của xylanh A ký hiệu là a0 và a1. Công tắc cuối hành trình dài của xylanh B là b0 và b1. Công tắc hành trình dài này sẽ tác động ảnh hưởng cho pittông đi ra và lùi về ( hình 6.112 ) .
+ A và – A kí hiệu tín hiệu tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh cho thành phần nhớ chính A + B và – B kí hiệu tín hiệu tín hiệu tinh chỉnh và điều khiển cho thành phần nhớ chính B
Hình 6.113 Xác định các biến
– Thiết lập biểu đồ trạng thái
Từ tiến trình công nghệ tiên tiến ta thiết lập được biểu đồ trạng thái màn biểu diễn ở hình 6.114 .
1 2 3 4 5 = 1
a1
a0
b1
b0
+A +B -B -A +A
a0 a1 a1 a1
b0 b0 b1 b0
Pittong A
Pittong B
Hình 6.114 Biểu đồ trạng thái
Từbiểu đồ trạng thái, ta xác lập điều kiện kèm theo để những xylanh triển khai như sau : – Bước 1 :
Xylanh A đi ra với tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh + A + A = a0 ^ b0
– Bước 2 :
Xylanh B đi ra với tín hiệu tinh chỉnh và điều khiển + B + B = a1 ^ b0
– Bước 3 :
Xylanh B lùi về với tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh – B – B = a1 ^ b1
– Bước 4 :
Xylanh A lùi về với tín hiệu tinh chỉnh và điều khiển – A – A = a1 ^ b0
– Thiết lập phương trình logic và các điều kiện thực hiện:
0 0
1 0
1 1
1 0
)
)
)
)
a A a b
b B a b
c B a b
d A a b
So sánh phương trình b và d ta thấy điều kiện kèm theo để triển khai + B và – A giống nhau. Như vậy về điều khiển và tinh chỉnh không hề triển khai được .
7. Các mạch ứng dụng 7.1.Bài tập 1
7.1.Bài tập 1
Các kiện hàng chuyền trên băng tải đặt trên trục lăn được đưa lên bằng một xylanh khí nén và được xilanh thứ2 đẩy xang một bảng tải khác theo sơ đồ hình vẽ sau :
Biểu đồ trạng thái của các xy lanh
Yêu cầu: Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo biểu đồ trạng thái của các xy lanh thỏa
mãn điều kiện sau:
– Một nút ấn cấp nguồn khí nén cho mạng lưới hệ thống
– Một nút ấn khởi động mạng lưới hệ thống. Sau mỗi tín hiệu tác động ảnh hưởng vào nút ấn khởi động, mạng lưới hệ thống sẽ thao tác với quy trình lặp lại .
Sơ đồ mạch điều khiển và tinh chỉnh có chu kỳ luân hồi tựđộng
7.2.Bài tập 2
Những vật hình chữ nhật được đóng dấu trên một máy đặc biệt quan trọng. Những phần này được lấy ra từ một nhà kho dùng trọng tải, được đẩy vào trong máy xát một tấm ngăn và được dùng một xy lanh giữ chặt, được đóng dấu bằng một xylanh thứ2 và được đẩy ra bằng một xylanh. ( Như hình vẽ )
Biểu đồ trạng thái của những xy lanh :
Yêu cầu: Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo biểu đồ trạng thái của các xy lanh thỏa
mãn điều kiện sau:
– Một nút ấn cấp nguồn khí nén cho mạng lưới hệ thống
– Một nút ấn khởi động mạng lưới hệ thống. Sau mỗi tín hiệu ảnh hưởng tác động vào nút ấn khởi động, mạng lưới hệ thống sẽ thao tác với quy trình lặp lại .
7.3.Bài tập 3
Các tấm sắt kẽm kim loại được uốn mép trên 1 dụng cụ uốn hoạt động giải trí bằng khí nén. Sau khi kẹp cụ thể gia công bằng xylanh ngàm ảnh hưởng tác động A, chi tiết cụ thể được gia công uốn cong bằng xy lanh B sau đó được uốn hoàn hảo bằng xylanh C .
Thiết kế mạch điều khiển và tinh chỉnh khí nén theo biểu đồ trạng thái sau với nhu yếu : – Khởi động mạng lưới hệ thống bằng nút ấn tay
– Phải phong cách thiết kế sao cho mỗi lần tín hiệu khởi động thì hoỡn thỡnh một quy trình lỡm
7.4.Bài tập 4
Sắt thanh được cắt thμnh từng đoạn dμi trên một máy cố định và thắt chặt. Đưa nguồn năng lượng vào bằng xylanh B đồng thời xylanh này hoạt động xylanh A trong quy trình đưa động lực vào. Khi vật tư được đẩy sát vào một cữ chặn cố định và thắt chặt nó được giữu lại bằng một xylanh C. Trong khi vật tư đã được cắt bằng xylanh D, xylanh ngàm cũng nhả ra và 1 quy trình mới được mở màn .
Thiết kế mạch với nhu yếu như sau : – Khởi động mạng lưới hệ thống bằng nút ấn tay .
– Phải phong cách thiết kế sao cho mỗi lần tín hiệu khởi động thì hoàn thành xong một quy trình thao tác mới .
7.5.Bài tập 5
Với thiết bị điều lương những tấm ván từ khi của một trạm gia công cần được cấp điều lượng : Các tấm ván được đẩy tới bởi xylanh A từ kho và Xylanh B sẽ cung ứng cho trạm gia công. Sau đó cần đẩy của xylanh B quay về khi xyalnh A đã đạt được vị trí cuối hành trình dài. Khi không còn tấm gỗ ở kho nữa thì quy trình không hề hoạt động giải trí và ngắt tín hiệu thông tin. Sựđiều khiển được hoạt động giải trí theo một chu kỳ luân hồi .
Sơ đồ hành trình dài bước :
Bài giải:
Sơ đồ mạch khí nén :
Thuyết minh mạch điện:
Khi mở công tắc nguồn khí, khí nén được cấp lên theo vị trí bên phải của van hòn đảo chiều 5/2, xylanh A đi về tác động ảnh hưởng lên cảm ứng không tiếp xúc B1, xylanh B đi về tác động ảnh hưởng lên công tắc nguồn hành trình dài S1 .
Bước 1:Tác động công tắc S3 chuyển mạch, nhấn nút ấn S4 mạch điện ở nhánh 1 kín nhờ
công tắc hành trình S1, cuộn dây cửrơle K1 có điện, tiếp điểm thường mở của K1 ở nhánh 3
đóng lại duy trì dòng điện cho rơle K1, nhờ vậy khi nhả nút ấn S4 thì K1 vẫn có điện. Đồng
thời tiếp điểm thường mở của K1 ở nhánh 8 đóng lại, cuộn dây Y1 có điện tác động lên van
đảo chiều 5/2 khí nén được cấp lên theo vị trí bên trái của van đảo chiều đẩy xylanh A đi ra.
