PDF Giáo trình công nghệ thủy lực và khí nén (phần khí nén), Lê Hiếu Giang, Nguyễn Thị Hồng Minh

Giáo trình công nghệ thủy lực và khí nén (phần khí nén), Lê Hiếu Giang, Nguyễn Thị Hồng Minh

 

MỤC LỤC
NỘI DUNG TRANG
LỜI NÓI ĐẦU 3
Một số ký hiệu viết tắt và thuật ngữ tiếng Anh 4
Mục lục 5
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 11
1.1 Giới thiệu về các hệ thống điều khiển chuyển mạch tự
động (switching systems)
11
1.1.1 Các hệ thống chuyển mạch kết hợp 11
1.1.2 Các hệ thống chuyển mạch tuần tự 12
1.2 Đại số Boolean và các cổng logic 13
1.2.1 Hằng và biến nhị phân 13
1.2.2 Bảng sự thật 13
1.2.3 Các phép toán logic và cổng logic cơ bản 14
1.2.4 Lý thuyết đại số Boolean 17
1.2.5 Biểu thức logic và đơn giản biểu thức logic 18
1.2.6 Bảng Karnaugh và đơn giản biểu thức logic 21
1.2.7 Các cổng logic khác 25
1.2.8 Ký hiệu cổng logic theo tiêu chuẩn DIN 40 100 28
1.3 Ký hiệu các phần tử khí nén 28
1.3.1 Ký hiệu cơ bản của van 28
1.3.2 Ký hiệu tác động, điều khiển van 30
1.3.3 Một số ví dụ về ký hiệu điều khiển van 33
1.3.4 Một số ký hiệu của các thiết bị cơ bản khác trong hệ
thống khí nén
35
1.4 Các phần tử mạch logic và phần tử logic khí nén tƣơng đƣơng 37
1.4.1 Phần tử NOT 37
1.4.2 Phần tử AND 38
6
1.4.3 Phần tử OR 39
1.4.4 Phần tử NAND 40
1.4.5 Cổng NOR 41
1.4.6 Phần tử X-OR 41
1.4.7 Phần tử X-NOR 43
1.4.8 Các hàm logic khác 44
1.5 Sử dụng một số loại van cho các hàm logic 44
1.5.1 Van 3/2 thường đóng sử dụng cho hàm logic một, hai và
ba inputs
44
1.5.2 Van 5/2 sử dụng cho hàm logic một và hai inputs 45
1.5.3 Tính chất flip-flop của cá c van khí nén 46
1.6 Các thành phần của hệ thống khí nén 47
1.7 Biểu diễn quá trình hoạt động của hệ thống bằng biểu đồ
trạng thái
51
1.7.1 Các ký hiệu thường dùng để mô tả các phần tử 51
1.7.2 Biểu đồ trạng thái của cơ cấu chấp hành 52
1.7.3 Biểu đồ trạng thái của các phần tử theo biểu đồ trạng
thái của cơ cấu chấp hành
56
Bài tập chƣơng 1 57
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ CÁC MẠCH KHÍ NÉN ĐƠN GIẢN 59
2.1 Điều khiển trực tiếp và điều khiển gián tiếp 59
2.1.1 Điều khiển trực tiếp cơ cấu chấp hành 59
2.1.2 Điều khiển gián tiếp cơ cấu chấp hành 59
2.2 Mạch khí nén tự duy trì 60
2.3 Mạch điều khiển theo thời gian 61
2.3.1 Mạch điều khiển thời gian sử dụng phần tử đóng chậm 62
2.3.2 Mạch điều khiển thời gian sử dụng phần tử ngắt chậm
theo chiều dương
63
2.4 Mạch điều khiển theo áp suất 64
2.5 Thiết kế mạch điều khiển tuần tự đơn giản – cấp nguồn trực tiếp 66
7
2.5.1 Giả thiết và các bước thiết kế 66
2.5.2 Các ví dụ minh họa 67
Bài tập chƣơng 2 84
CHƯƠNG 3. PHƢƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH KHÍ
NÉN THEO TẦNG (CASCADE)
85
3.1 Khái niệm về phƣơng pháp Cascade 85
3.1.1 Định nghĩa 85
3.1.2 Nguyên lý hình thành phương pháp 89
3.2 Phƣơng pháp thiết kế và các ví dụ thiết kế 94
3.2.1 Các bước thiết kế 94
3.2.2 Các ví dụ 95
Bài tập chƣơng 3 117
CHƯƠNG 4. CÁC BỘ ĐẾM LẬP TRÌNH ĐƢỢC BẰNG
KHÍ NÉN VÀ ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KẾ MẠCH
KHÍ NÉN
119
4.1 Các loại bộ đếm lập trình đƣợc 119
4.1.1 Bộ đếm một mã nóng (one-hot code) lập trình được 119
4.1.2 Bộ đếm hai mã nóng (two-hot code) lập trình được 121
4.1.3 Sơ đồ khối của bộ đếm lập trình được và nguyên tắc
điều khiển
133
4.2 Giới thiệu khối module TAA, TAB của hãng Festo 124
4.2.1 Module TAA 125
4.2.2 Module TAB 126
4.2.3 Khối module ghép nối TAA và TAB 127
4.3 Thiết kế mạch khí nén điều khiển theo nhịp tuần tự sử
dụng các bộ đếm
127
4.4 Thiết kế mạch khí nén điều khiển tầng sử dụng bộ đếm
lập trình đƣợc
136
4.5 Thiết kế mạch nhảy cóc theo điều kiện 140
4.6 Thiết kế mạch lặp lại sử dụng bộ đếm lập trình đƣợc 146
Bài tập chƣơng 4 153
8
CHƯƠNG 5. PHƢƠNG PHÁP BẢNG LƢU ĐỒ (FLOWTABLE)
155
5.1 Van dẫn hƣớng và địa chỉ 155
5.2 Phƣơng pháp thiết kế và các ví dụ 156
5.2.1 Các bước thiết kế 156
5.2.2 Các ví dụ hướng dẫn 157
Bài tập chƣơng 5 174
CHƯƠNG VI. PHƢƠNG PHÁP TÍN HIỆU THAY ĐỔI 175
6.1 Phƣơng pháp tín hiệu thay đổi 175
6.2 Các ví dụ 175
6.2.1 Ví dụ 1 175
6.2.2 Ví dụ 2 183
Bài tập chƣơng 6 190
CHƯƠNG VII. PHƢƠNG PHÁP THIẾT KẾ HUFFMAN 191
7.1 Các trạng thái ổn định và không ổn định 191
7.2. Các bƣớc thiết kế đối với xylanh có van điều khiển
hƣớng sử dụng lò xo
192
7.2.1 Bảng lưu đồ sơ khai 193
7.2.2 Bảng lưu đồ kết hợp 194
7.2.3 Gán trạng thái 195
7.2.4 Tạo hàm kích hoạt 195
7.2.5 Tạo hàm tín hiệu ra điều khiển hướng 197
7.2.6 Cách thức thêm vào tín hiệu khởi động START 198
7.2.7 Thiết kế mạch điều khiển dựa vào các hàm kích hoạt và
hàm các tín hiệu ra điều khiển hướng
200
7.3 Các ví dụ thiết kế cho các xy lanh có van điều khiển
hƣớng không sử dụng lò xo
201
7.3.1 Ví dụ 7.3.1 201
7.3.2 Ví dụ 7.3.2 204
9
7.3.3 Ví dụ 7.3.3 207
Bài tập chƣơng 7 213
CHƯƠNG 8. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ
THỐNG KHÍ NÉN
215
8.1 Một số ký hiệu về thiết bị điện khí nén 215
8.2 Các mạch điện đơn giản 218
8.2.1 Mạch điện điều khiển trực tiếp sử dụng công tắc duy trì 218
8.2.2 Mạch điện điều khiển sử dụng tiếp điểm tự duy trì bằng
rơle
218
8.2.3 Mạch điện điều khiển sử dụng rơle thời gian 219
8.3 Các phƣơng pháp thiết kế mạch điện điều khiển hệ thống
khí nén bằng rơ le
221
8.3.1 Thiết kế mạch điện điều khiển theo nhịp sử dụng chuỗi
bước có xóa
221
8.3.2 Thiết kế mạch điện theo tầng sử dụng phương pháp
chuỗi bước có xóa
240
8.3.3 Thiết kế mạch điện điều khiển theo tầng lồng ghép
(cascade)
251
8.3.4 Thiết kế mạch điện điều khiển hệ thống khí nén với
phương pháp Flow-table
259
8.3.5 Thiết kế mạch điện điều khiển hệ thống khí nén với
phương pháp Huffman
263
Bài tập chƣơng 8 267
CHƯƠNG 9. ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG KHÍ NÉN BẰNG
PLC
269
9.1 Các thành phần của một PLC 270
9.2 Các thành phần của một hệ thống khí nén điều khiển bằng
PLC
270
9.3 Thủ tục tạo ra một chƣơng trình điều khiển bằng PLC 271
9.4 Các giải thuật điều khiển PLC 276
Bài tập chƣơng 9 283
10
CHƯƠNG 10. MỘT SỐ MAC̣ H KHÍ NÉN ĐĂC̣ BIÊṬ VÀ
CÁC ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG KHÍ NÉN
285
10.1 Mô ̣ t số loa ̣ i cơ cấu ke ̣ p sƣ̉ duṇ g piston khí nén 285
10.2. Các mạch điều khiển dừng khẩn cấp 285
10.2.1. Kiểu dừng “khóa cứng piston” 285
10.2.2. Kiểu dừng piston “không chuyển động” 287
10.2.3. Kiểu dừng piston vớ i “vi ̣ trí an toàn chọn trướ c” 288
10.2.4. Kiểu dừng piston không thay đổi hướ ng 289
10.3 Mạch khí nén sử dụng bộ đếm khí nén 290
10.4 Một số ứng dụng khí nén trong công nghiệp 292
10.4.1 Thiết bị bốc tấm 292
10.4.2 Máy vát mép ống 293
10.4.3 Thiết bị sắp xếp ngay ngắn các chồng tấm vật liệu 294
10.4.4 Thiết bị khoan đặc biệt 295
10.4.5 Thiết bị khoan lỗ cho khối U 297
10.4.6 Thiết bị bôi chất dính 297
TÀI LIỆU THAM KHẢO
299

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Ngọc Phương, “Hệ thống điều khiển bằng khí nén”, NXB
Giáo dục, 04/2008.
[2]. Nguyễn Ngọc Phương, Huỳnh Nguyễn Hoàng, “Hệ thống điều
khiển bằng thủy lực”, NXB Giáo dục, 10/2000.
[3]. Hồ Đắc Thọ, “Công nghệ khí nén”, NXB Khoa học Kỹ thuật,
09/2007.
[4]. Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước, “Tự động hóa với
SIMATIC S7-200”, NXB Nông Nghiệp Hà Nội, 1997.
[5]. Hãng Festo, “Các sản phẩm chính – xuất bản lần 2”, 2005.
[6]. Nguyễn Ngọc Cẩn, “Kỹ thuật điều khiển tự động”, NXB Đại học
Quốc gia TPHCM, 2001.
[7]. Z. J. Lansky and L. F. Schrader, “Industrial Pneumatic Control”,
Dekker, New York, 1986.
[8]. Ronald J. Tocci, “Digital Systems – Principles and Applications”,
Prince Hall, 1988.
[9]. D. W. Pessen, “Industrial Automation”, John Wiley & Sons, 1990.
[10]. D. W. Pessen, “A critical Comparison of Asynchronous-System
Design Methods”, Festo Didactic, Essligen, West Germany, 1984.
[11]. R. Ackermann, J. Franz, T. Hartmann, A. Hopf, M. Kantel, B.
Plagemann, “Programmable Logic Controllers”, Festo Didatic
KG, 7300 Essligen 1, 1990.
[12]. John F. Wakerly, “Digital Design – Principles and Practices”,
Prince Hall, 1990.
[13]. E.B. Paterson, “Pneumatics in Industry”, McGraw-Hill, New York,
1984.
[14]. E. L. Holbrook and P. I. Chen, “Design of Pneumatic and Fluidic
Control Systems”, PECH Publishers, Milwaukie, OR, 1984.
[15]. Steffan Hesse, “99 Examples of Pneumatic Applications”, Blue
Digest on Automation