Đồ án xây dựng bài tập thực hành khí nén điều khiển bằng PLC

Đồ án xây dựng bài thực tập khí nén điều khiển PLC. Tài liệu hữu ích cho sinh viên, kỹ sư ngành tự động hóa, cơ điện tử. Tải ngay!

• Người hướng dẫn: Trần Minh Chánh
• Chuyên ngành: Cơ - Điện tử
• Đề tài: Xây dựng các bài thực tập Khí nén kết hợp điều khiển bằng PLC
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: DẪN NHẬP
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Tầm quan trọng và ứng dụng của khí nén
• 1.3. Ưu nhược điểm của khí nén
• 1.4. Mục đích yêu cầu- giới hạn đề tài
• 2. CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ KHÍ NÉN
• 2.1. Máy nén khí – Thiết bị phân phối khí nén
• 2.1.1. Máy nén khí
• 2.1.1.1. Khái niệm
• 2.2. Bình trích chứa khí nén
• 2.3. Mạng đường ống dẫn khí nén
• 2.4. Các phần tử trong hệ thống điều khiển
• 2.4.1. Khái niệm
• 2.4.2. Van đảo chiều
• 2.4.2.1. Ký hiệu của van đảo chiều
• 2.4.2.2. Tín hiệu tác động
• 2.4.2.3. Van đảo chiều có vị trí ‘không’
• 2.4.2.4. Van đảo chiều không có vị trí ‘không’
• 2.4.3. Van chắn
• 2.4.4. Van tiết lưu
• 2.4.5. Van áp suất
• 2.4.6. Van chân không
• 2.5. Cảm biến bằng tia
• 2.6. Thiết kế – Biểu diễn biểu đồ trạng thái
• 2.7. Cơ cấu chấp hành
• 2.7.1. Yêu cầu

Tóm tắt

I. Tổng Quan Đồ Án Bài Tập Khí Nén PLC Tự Động Hóa

Đồ án tốt nghiệp với chủ đề "Xây dựng các bài thực tập khí nén kết hợp điều khiển bằng PLC" tập trung vào ứng dụng khí nén trong tự động hóa và điều khiển công nghiệp. Không khí là nguồn năng lượng dồi dào và miễn phí, con người đã biết sử dụng nó từ xa xưa. Tuy nhiên, sự phát triển và ứng dụng khí nén còn hạn chế do sự phối hợp giữa các ngành vật lý, cơ học. Đến thế kỷ 17, các nhà bác học như Blaise Pascal, Denis Papin, Otto von Guerike đã xây dựng nền tảng cho việc ứng dụng khí nén. Sự phát triển của điện năng đã làm giảm bớt ứng dụng của khí nén, nhưng khí nén vẫn giữ vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực.

Ưu điểm của khí nén bao gồm: không gây ô nhiễm môi trường, khả năng truyền tải năng lượng đi xa với tổn thất thấp, và hệ thống phòng ngừa quá áp suất được đảm bảo. Nhược điểm là vận tốc truyền thay đổi khi tải trọng thay đổi và tiếng ồn lớn khi xả khí. Đề tài này hướng đến việc cung cấp kiến thức và kỹ năng thực hành về điều khiển khí nén bằng PLC, giúp sinh viên ngành điện hiểu rõ cách thức hoạt động của các thiết bị khí nén và ứng dụng PLC vào điều khiển chúng. Nội dung được trình bày dưới dạng các bài thí nghiệm, từ dễ đến khó, giúp sinh viên dễ dàng tiếp thu. Đề tài được thực hiện trên bộ thí nghiệm khí nén của hãng LAB-VOLT. Mục tiêu là giới thiệu cho sinh viên các thiết bị và cách thức hoạt động, cũng như cách tự động điều khiển chúng bằng PLC.

1.1. Giới Thiệu Chung Về Hệ Thống Khí Nén PLC

Hệ thống khí nén PLC kết hợp ưu điểm của cả hai công nghệ. Khí nén cung cấp lực và chuyển động mạnh mẽ, trong khi PLC đảm bảo độ chính xác và linh hoạt trong điều khiển. Sự kết hợp này cho phép tạo ra các hệ thống tự động hóa hiệu quả, đặc biệt trong các ứng dụng đòi hỏi lực lớn và khả năng điều khiển phức tạp. Các thiết bị khí nén như xi lanh, van điều khiển, và động cơ khí nén được điều khiển bởi các tín hiệu từ PLC, tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh. PLC nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý thông tin và đưa ra lệnh điều khiển phù hợp đến các thiết bị khí nén. Ưu điểm nổi bật của hệ thống này là khả năng tùy biến cao, dễ dàng điều chỉnh và lập trình lại để đáp ứng các yêu cầu khác nhau. Hơn nữa, hệ thống có độ bền cao và khả năng hoạt động ổn định trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

1.2. Lợi Ích Của Tự Động Hóa Bằng Khí Nén và PLC

Tự động hóa bằng khí nén và PLC mang lại nhiều lợi ích cho các ngành công nghiệp. Đầu tiên, nó giúp tăng năng suất và hiệu quả sản xuất bằng cách giảm thiểu sự can thiệp của con người và tối ưu hóa quy trình làm việc. Thứ hai, nó cải thiện độ chính xác và độ tin cậy của quy trình, giảm thiểu sai sót và lãng phí. Thứ ba, nó nâng cao an toàn lao động bằng cách giảm thiểu rủi ro tai nạn trong các công việc nguy hiểm hoặc lặp đi lặp lại. Thứ tư, nó cho phép tùy biến và điều chỉnh quy trình một cách nhanh chóng và dễ dàng, đáp ứng các yêu cầu thay đổi của thị trường. Cuối cùng, nó giúp giảm chi phí sản xuất bằng cách tiết kiệm năng lượng, nguyên vật liệu, và chi phí nhân công. Do đó, ứng dụng tự động hóa khí nén PLC ngày càng trở nên phổ biến và quan trọng trong các ngành công nghiệp hiện đại. Việc sử dụng PLC để điều khiển hệ thống khí nén đem lại sự linh hoạt cao trong quá trình vận hành.

II. Thách Thức Trong Thiết Kế Bài Tập Khí Nén PLC Thực Tế

Thiết kế bài tập khí nén PLC không chỉ đòi hỏi kiến thức chuyên môn về khí nén, PLC, mà còn cả kỹ năng thực hành và tư duy sáng tạo. Một trong những thách thức lớn nhất là làm sao để tạo ra các bài tập vừa mang tính thực tiễn cao, vừa phù hợp với trình độ của sinh viên. Các bài tập cần phản ánh các ứng dụng thực tế trong công nghiệp, đồng thời đảm bảo tính khả thi và an toàn khi thực hiện. Thêm vào đó, việc lựa chọn thiết bị khí nén và PLC phù hợp cũng là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống. Ngoài ra, việc xây dựng tài liệu hướng dẫn chi tiết và dễ hiểu cũng là một thách thức không nhỏ, đặc biệt đối với các sinh viên mới bắt đầu làm quen với tự động hóa. Việc nắm vững các tiêu chuẩn an toàn khí nén là vô cùng quan trọng.

2.1. Vấn Đề An Toàn Trong Thực Hành Khí Nén PLC

An toàn luôn là ưu tiên hàng đầu trong thực hành khí nén PLC. Các hệ thống khí nén hoạt động dưới áp suất cao, tiềm ẩn nhiều nguy cơ tai nạn nếu không được vận hành đúng cách. Do đó, việc trang bị đầy đủ kiến thức và kỹ năng về an toàn cho sinh viên là vô cùng quan trọng. Các biện pháp an toàn cần được tuân thủ nghiêm ngặt, bao gồm: sử dụng kính bảo hộ, kiểm tra kỹ lưỡng các thiết bị trước khi vận hành, đảm bảo hệ thống không bị rò rỉ, và tuân thủ các quy trình vận hành an toàn. Ngoài ra, việc trang bị các thiết bị bảo vệ như van an toàn, rơ le bảo vệ quá tải, và hệ thống ngắt khẩn cấp cũng là cần thiết để giảm thiểu rủi ro tai nạn. Sinh viên cần được hướng dẫn cách xử lý các tình huống khẩn cấp như rò rỉ khí nén, hỏng hóc thiết bị, hoặc tai nạn xảy ra. Việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống khí nén cũng là một phần quan trọng của an toàn.

2.2. Chọn Lựa Thiết Bị Khí Nén và PLC Phù Hợp

Việc lựa chọn thiết bị khí nén và PLC phù hợp là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống. Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn thiết bị bao gồm: yêu cầu về lực và tốc độ, độ chính xác, độ bền, khả năng tương thích, và chi phí. Đối với khí nén, cần lựa chọn xi lanh, van điều khiển, và các phụ kiện có kích thước và thông số kỹ thuật phù hợp với yêu cầu của bài tập. Đối với PLC, cần lựa chọn loại có đủ số lượng cổng vào/ra, bộ nhớ, và các chức năng cần thiết để điều khiển hệ thống. Ngoài ra, cần đảm bảo rằng các thiết bị khí nén và PLC tương thích với nhau về điện áp, tín hiệu, và giao thức truyền thông. Việc tham khảo các tài liệu kỹ thuật và tư vấn từ các chuyên gia là cần thiết để đưa ra quyết định lựa chọn đúng đắn. Việc hiểu rõ thông số kỹ thuật của thiết bị là quan trọng.

2.3. Kiểm Soát Chi Phí và Tính Khả Thi Của Đồ Án

Một thách thức lớn trong quá trình thực hiện đồ án là kiểm soát chi phí và đảm bảo tính khả thi của các bài tập. Ngân sách hạn chế có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn thiết bị và phạm vi của đồ án. Cần phải tìm kiếm các giải pháp tiết kiệm chi phí mà vẫn đảm bảo chất lượng và hiệu quả. Điều này có thể bao gồm việc sử dụng các thiết bị tái chế hoặc đã qua sử dụng, tìm kiếm các nhà cung cấp có giá cả cạnh tranh, và tối ưu hóa thiết kế để giảm thiểu số lượng thiết bị cần thiết. Tính khả thi của các bài tập cũng cần được xem xét kỹ lưỡng. Các bài tập cần phù hợp với trình độ của sinh viên, có thể thực hiện được trong thời gian quy định, và không đòi hỏi các kỹ năng hoặc thiết bị quá phức tạp. Việc xây dựng kế hoạch chi tiết và quản lý thời gian hiệu quả là chìa khóa để hoàn thành đồ án thành công.

III. Phương Pháp Xây Dựng Bài Tập Khí Nén PLC Hiệu Quả Nhất

Xây dựng bài tập khí nén PLC hiệu quả đòi hỏi sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, giữa kiến thức chuyên môn và kỹ năng sư phạm. Phương pháp hiệu quả nhất là bắt đầu từ những bài tập đơn giản, dễ hiểu, sau đó dần dần tăng độ phức tạp và thử thách. Các bài tập cần được thiết kế sao cho sinh viên có thể tự mình khám phá, giải quyết vấn đề, và rút ra kinh nghiệm. Việc sử dụng các ví dụ minh họa thực tế, các sơ đồ mạch điện khí nén rõ ràng, và các tài liệu hướng dẫn chi tiết là rất quan trọng. Ngoài ra, việc khuyến khích sinh viên làm việc nhóm, trao đổi kinh nghiệm, và phản biện lẫn nhau cũng là một yếu tố quan trọng để nâng cao hiệu quả học tập. Việc mô phỏng hoạt động của hệ thống khí nén PLC trước khi thực hành giúp sinh viên hiểu rõ hơn về quy trình.

3.1. Thiết Kế Bài Tập Từ Đơn Giản Đến Phức Tạp

Thiết kế bài tập theo nguyên tắc từ đơn giản đến phức tạp giúp sinh viên dễ dàng tiếp cận và nắm vững kiến thức. Bắt đầu bằng các bài tập cơ bản như điều khiển một xi lanh đơn bằng PLC, sau đó dần dần tăng độ phức tạp bằng cách thêm các xi lanh khác, các van điều khiển, và các cảm biến. Các bài tập phức tạp hơn có thể bao gồm việc điều khiển các quy trình sản xuất tự động, các hệ thống phân loại, hoặc các robot công nghiệp. Mỗi bài tập cần tập trung vào một hoặc một vài kỹ năng cụ thể, giúp sinh viên có thể nắm vững từng kỹ năng một trước khi chuyển sang các kỹ năng khác. Việc cung cấp các ví dụ minh họa và các bài tập mẫu cũng là rất hữu ích để giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cách thiết kế và thực hiện các bài tập. Việc chia nhỏ các bài tập lớn thành các bước nhỏ giúp sinh viên dễ dàng thực hiện.

3.2. Sử Dụng Sơ Đồ Mạch Điện Khí Nén Rõ Ràng Dễ Hiểu

Sơ đồ mạch điện khí nén là công cụ quan trọng để giúp sinh viên hiểu rõ về cấu trúc và hoạt động của hệ thống. Các sơ đồ cần được vẽ rõ ràng, dễ hiểu, và tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế. Các ký hiệu của các thiết bị khí nén và PLC cần được sử dụng thống nhất và giải thích rõ ràng. Các đường dây điện và khí nén cần được vẽ một cách mạch lạc, dễ theo dõi. Các thông tin về điện áp, áp suất, và các thông số kỹ thuật khác cần được ghi chú đầy đủ. Việc cung cấp các sơ đồ mạch điện khí nén khác nhau cho mỗi bài tập giúp sinh viên làm quen với nhiều loại cấu trúc và ứng dụng khác nhau. Việc sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện khí nén giúp tạo ra các sơ đồ chuyên nghiệp và dễ chỉnh sửa.

3.3. Ứng Dụng Phương Pháp Dạy Học Tích Cực

Để khuyến khích sinh viên chủ động học tập và phát triển tư duy sáng tạo, nên áp dụng các phương pháp dạy học tích cực. Điều này có thể bao gồm việc sử dụng các bài tập nhóm, các dự án thực tế, và các trò chơi mô phỏng. Trong các bài tập nhóm, sinh viên được khuyến khích làm việc cùng nhau, chia sẻ kinh nghiệm, và giải quyết các vấn đề chung. Trong các dự án thực tế, sinh viên được yêu cầu thiết kế và xây dựng các hệ thống khí nén PLC thực tế để giải quyết các vấn đề cụ thể trong công nghiệp. Trong các trò chơi mô phỏng, sinh viên có thể thử nghiệm các giải pháp khác nhau và rút ra kinh nghiệm từ các sai lầm. Phản hồi từ sinh viên là rất quan trọng để cải thiện chất lượng giảng dạy.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Top Bài Tập Khí Nén PLC Tự Động Hóa

Các bài tập khí nén PLC có rất nhiều ứng dụng thực tiễn trong các ngành công nghiệp khác nhau. Các bài tập này giúp sinh viên làm quen với các kỹ năng cần thiết để làm việc trong lĩnh vực tự động hóa. Dưới đây là một số ví dụ về các bài tập phổ biến và hữu ích: Điều khiển hệ thống cấp phôi tự động, Điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm, Điều khiển robot gắp sản phẩm, Điều khiển máy ép khí nén.

4.1. Bài Tập Điều Khiển Hệ Thống Cấp Phôi Tự Động

Hệ thống cấp phôi tự động là một ứng dụng phổ biến trong các nhà máy sản xuất. Bài tập này giúp sinh viên làm quen với việc sử dụng PLC để điều khiển các xi lanh khí nén, van điều khiển, và các cảm biến để tự động cấp phôi cho các máy móc khác. Sinh viên sẽ học cách lập trình PLC để điều khiển các xi lanh di chuyển phôi từ vị trí lưu trữ đến vị trí gia công một cách chính xác và hiệu quả. Bài tập này cũng giúp sinh viên hiểu rõ về cách sử dụng các cảm biến để phát hiện vị trí của phôi và điều khiển quá trình cấp phôi một cách tự động. Việc sử dụng các cảm biến quang và cảm biến tiệm cận là phổ biến trong bài tập này.

4.2. Bài Tập Điều Khiển Hệ Thống Phân Loại Sản Phẩm

Hệ thống phân loại sản phẩm là một ứng dụng quan trọng trong các nhà máy sản xuất hàng loạt. Bài tập này giúp sinh viên làm quen với việc sử dụng PLC để điều khiển các xi lanh khí nén, van điều khiển, và các cảm biến để tự động phân loại sản phẩm theo các tiêu chí khác nhau, ví dụ như kích thước, màu sắc, hoặc chất liệu. Sinh viên sẽ học cách lập trình PLC để nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý thông tin, và điều khiển các xi lanh di chuyển sản phẩm đến các vị trí phân loại khác nhau. Bài tập này cũng giúp sinh viên hiểu rõ về cách sử dụng các thuật toán phân loại và điều khiển quá trình phân loại một cách chính xác và hiệu quả. Ứng dụng của bộ đếm trong PLC là rất quan trọng.

V. Kết Luận và Hướng Phát Triển Đồ Án Khí Nén PLC Tương Lai

Đồ án "Xây dựng các bài thực tập khí nén kết hợp điều khiển bằng PLC" đã đạt được những kết quả nhất định trong việc cung cấp kiến thức và kỹ năng thực hành cho sinh viên. Các bài tập được thiết kế bám sát thực tế, phù hợp với trình độ của sinh viên, và giúp sinh viên làm quen với các ứng dụng phổ biến trong công nghiệp. Tuy nhiên, đồ án vẫn còn nhiều tiềm năng để phát triển và hoàn thiện hơn nữa. Trong tương lai, có thể mở rộng phạm vi của đồ án bằng cách thêm các bài tập phức tạp hơn, sử dụng các thiết bị khí nén và PLC hiện đại hơn, và tích hợp các công nghệ mới như IoT và trí tuệ nhân tạo. Việc kết nối PLC với hệ thống SCADA để giám sát và điều khiển từ xa cũng là một hướng phát triển đầy tiềm năng.

5.1. Tích Hợp Công Nghệ IoT Vào Hệ Thống Khí Nén PLC

Tích hợp công nghệ IoT vào hệ thống khí nén PLC mở ra nhiều khả năng mới trong việc giám sát, điều khiển, và tối ưu hóa hệ thống. Các cảm biến IoT có thể được sử dụng để thu thập dữ liệu về áp suất, nhiệt độ, lưu lượng, và các thông số kỹ thuật khác của hệ thống. Dữ liệu này có thể được truyền tải lên đám mây và phân tích để phát hiện các vấn đề tiềm ẩn, dự đoán các sự cố, và tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống. Ngoài ra, công nghệ IoT cũng cho phép điều khiển hệ thống từ xa thông qua các thiết bị di động hoặc máy tính, giúp người vận hành có thể giám sát và điều khiển hệ thống mọi lúc mọi nơi. Kết nối với các nền tảng đám mây như AWS IoT hoặc Azure IoT Hub là một lựa chọn.

5.2. Sử Dụng Trí Tuệ Nhân Tạo AI Để Tối Ưu Hóa Quy Trình

Sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) có thể giúp tối ưu hóa quy trình trong hệ thống khí nén PLC. Các thuật toán AI có thể được sử dụng để phân tích dữ liệu từ các cảm biến và tự động điều chỉnh các thông số điều khiển để đạt được hiệu suất tối ưu. Ví dụ, AI có thể được sử dụng để điều chỉnh áp suất khí nén, tốc độ xi lanh, và các thông số khác để giảm thiểu tiêu thụ năng lượng và tăng năng suất. Ngoài ra, AI cũng có thể được sử dụng để dự đoán các sự cố và bảo trì hệ thống một cách chủ động, giảm thiểu thời gian dừng máy và chi phí bảo trì. Việc sử dụng các thư viện AI có sẵn giúp đơn giản hóa quá trình phát triển.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Ñoà aùn toát nghieäp: Xaây döïng caùc baøi thöïc taäp Khí neùn keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC CHÖÔNG I DAÃN NHAÄP Giaùo vieân höôùng daãn: TRAÀN MINH CHAÙNH 1 Ñoà aùn toát nghieäp: Xaây döïng caùc baøi thöïc taäp Khí neùn keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC I. Ñaët vaán ñeà: Khoâng khí chung quanh ta nhieàu voâ keå vaø noù laø moät nguoàn naêng löôïng raát lôùn maø con ngöôøi ñaõ bieát söû duïng chuùng töø tröôùc Coâng nguyeân. Tuy nhieân söï phaùt trieån vaø öùng duïng khí neùn luùc ñoù coøn raát haïn cheá do söï phoái hôïp giöõa caùc ngaønh vaät lyù ,cô hoïc v. Vaøo khoaûng theá kyû 17 caùc nhaø baùc hoïc Blaise Pascal, Denis Papin, Otto von Guerike ñaõ xaây döïng neàn taûng cho vieäc öùng duïng cuûa khí neùn.

Cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa khí neùn, naêng löôïng ñieän ñaõ phaùt trieån maïnh meõ trong nhieàu lónh vöïc laøm cho öùng duïng cuûa khí neùn giaûm. Nhöng khoâng vì ñieàu ñoù maø söï phaùt trieån vaø öùng duïng cuûa khí neùn maát ñi. Taàm quan troïng vaø öùng duïng cuûa khí neùn: Trong thôøi kyø caùch maïng coâng nghieäp noå ra, söï phaùt trieån veà ñieàu khieån baèng khí neùn khoâng ngöøng dieãn ra. Caùc öùng duïng cuûa khí neùn ñeå ñieàu khieån nhö: phun sôn, gaù keïp chi tieát v.

Caùc öùng duïng cuûa khí neùn trong truyeàn ñoäng nhö maùy vaën vít, caùc moto khí neùn, maùy khoan, caùc maùy va ñaäp duøng trong ñaøo ñöôøng, heä thoáng phanh oâtoâ v. Öu nhöôïc ñieåm cuûa khí neùn: 1. Öu ñieåm:  Khoâng gaây oâ nhieãm moâi tröôøng.  Coù khaû naêng truyeàn taûi naêng löôïng ñi xa do ñoä nhôùt ñoäng hoïc cuûa khí neùn nhoû, toån thaát treân doïc ñöôøng thaáp.

 Heä thoáng phoøng ngöøa quaù aùp suaát giôùi haïn ñöôïc ñaûm baûo. Nhöôïc ñieåm:  Khi taûi troïng thay ñoåi, vaän toác truyeàn cuõng thay ñoåi.  Doøng khí neùn thoaùt ra gaây tieáng oàn lôùn. Muïc ñích yeâu caàu- giôùi haïn ñeà taøi: Trong coâng cuoäc Hieän ñaïi hoùa, Coâng nghieäp hoùa ñaát nöôùc.

Ñaát nöôùc ta môû cöûa cho caùc nhaø ñaàu tö vaøo hoaït ñoäng. Caùc heä thoáng töï ñoäng hoùa coâng nghieäp ñieàu khieån baèng khí neùn cuõng daàn xuaát hieän nhieàu. Giaùo vieân höôùng daãn: TRAÀN MINH CHAÙNH 2 Ñoà aùn toát nghieäp: Xaây döïng caùc baøi thöïc taäp Khí neùn keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC Töï ñoäng hoùa trong coâng nghieäp seõ cho ra nhieàu saûn phaåm hôn ñoàng thôøi ñoøi hoûi söï hoaït ñoäng cuûa noù phaûi ñaït ñoä chính xaùc cao, an toaøn v. Söï keát hôïp giöõa ngaønh ñieän – ñieän töû vaø ngaønh cô khí laø moät böôùc tieán quan troïng trong söï phaùt trieån cuûa töï ñoäng hoùa trong coâng nghieäp.

Trong moät soá tröôøng Ñaïi hoïc hieän nay coù theâm moân hoïc Cô- Ñieän töû. Ñaây laø söï keát hôïp giöõa hai ngaønh Cô khí vaø Ñieän –Ñieän töû. Nhaèm giuùp sinh vieân coù kieán thöùc sô ñaúng veà ñieàu khieån töï ñoäng caùc thieát bò khí neùn, em thöïc hieän ñeà taøi “ Xaây döïng baøi thöïc taäp khí neùn keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC “. Ñeà taøi naøy giuùp cho sinh vieân ngaønh Ñieän phaàn naøo hieåu ñöôïc caùch thöùc hoaït ñoäng cuûa caùc thieát bò khí neùn ñoàng thôøi öùng duïng PLC vaøo ñieàu khieån chuùng.

Ñeà taøi ñöôïc trình baøy theo daïng caùc baøi thí nghieäm, sinh vieân sau khi naém vöõng lyù thuyeát, seõ thöïc haønh theo caùc daïng baøi taäp thí nghieäm. Caùc baøi thí nghieäm ñöôïc vieát theo trình töï töø deã ñeán khoù, töø ñôn giaûn ñeán phöùc taïp naèm giuùp sinh vieân deã daøng naém baét baøi hoïc hôn. Ñeà taøi naøy ñöôïc thöïc hieän treân boä thí nghieäm khí neùn cuûa haõng LAB-VOLT Ñeà taøi giôùi thieäu cho sinh vieân caùc thieát bò vaø caùc thöùc hoaït ñoäng cuûa caùc thieát bò, töï ñoäng ñieàu khieån caùc thieát bò baèng PLC. Giuùp sinh vieân coù kieán thöùc caên baûn nhaát veà khí neùn.

Vôùi quó thôøi gian 7 tuaàn leã vaø ñaây laø moät ñeà taøi môùi meû ñoái vôùi em. Trong quaù trình nghieân cöùu xaây döïng baøi thöïc taäp do kieán thöùc coøn haïn cheá chaéc chaén khoâng traùnh khoûi nhöõng sai soùt, kính mong quí Thaày Coâ cuøng caùc baïn sinh vieân ñoùng goùp yù kieán ñeå xaây döïng ñeà taøi toát hôn. Giaùo vieân höôùng daãn: TRAÀN MINH CHAÙNH 3 Ñoà aùn toát nghieäp: Xaây döïng caùc baøi thöïc taäp Khí neùn keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC CHÖÔNG II Giaùo vieân höôùng daãn: TRAÀN MINH CHAÙNH 4 Ñoà aùn toát nghieäp: Xaây döïng caùc baøi thöïc taäp Khí neùn keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC GIÔÙI THIEÄU VEÀ KHÍ NEÙN Giaùo vieân höôùng daãn: TRAÀN MINH CHAÙNH 5 Ñoà aùn toát nghieäp: Xaây döïng caùc baøi thöïc taäp Khí neùn keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC A. Maùy neùn khí – Thieát bò phaân phoái khí neùn: I.

Maùy neùn khí: 1. Khaùi nieäm: Maùy neùn khí laø thieát bò taïo ra aùp suaát khí, ôû ñoù naêng löôïng cô hoïc cuûa ñoäng cô ñieän hoaëc ñoäng cô ñoát trong ñöôïc chuyeån ñoåi thaønh naêng löôïng khí neùn vaø nhieät naêng. Theo aùp suaát:  Maùy neùn khí aùp suaát thaáp: p  15 bar  Maùy neùn khí aùp suaát cao: p  15 bar  Maùy neùn khí aùp suaát raát cao: p  300bar b. Theo nguyeân lyù hoaït ñoäng:  Maùy neùn khí theo nguyeân lyù thay ñoåi theå tích: maùy neùn khí kieåu pittoâng, maùy neùn khí kieåu caùch gaït, maùy neùn khí kieåu root, maùy neùn khí kieåu truïc vít.

 Maùy neùn khí tuabin: maùy neùn khí ly taâm vaø maùy neùn khí theo chieàu truïc. Bình trích chöùa khí neùn: Khí neùn sau khi ra khoûi maùy neùn khí vaø ñöôïc xöû lyù thì caàn phaûi coù moät boä phaän löu tröõ ñeå söû duïng. Bình trích chöùa khí neùn coù nhieäm vuï caân baèng aùp suaát khí neùn töø maùy neùn khí chuyeån ñeán trích chöùa, ngöng tuï vaø taùch nöôùc. Kích thöôùc bình trích chöùa phuï thuoäc vaøo coâng suaát cuûa maùy neùn khí vaø coâng suaát tieâu thuï cuûa caùc thieát bò söû duïng, ngoaøi ra kích thöôùc naøy coøn phuï thuoäc vaøo phöông phaùp söû duïng: ví duï söû duïng lieân tuïc hay giaùn ñoaïn.

Kyù hieäu : III. Maïng ñöôøng oáng daãn khí neùn: Maïng ñöôøng oáng daãn khí neùn laø thieát bò truyeàn daãn khí neùn töø maùy neùn khí ñeán bình trích chöùa roài ñeán caùc phaàn töû trong heä thoáng ñieàu khieån vaø cô caáu chaáp haønh. Maïng ñöôøng oáng daãn khí neùn coù theå phaân thaønh 2 loaïi: Giaùo vieân höôùng daãn: TRAÀN MINH CHAÙNH 6 Ñoà aùn toát nghieäp: Xaây döïng caùc baøi thöïc taäp Khí neùn keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC  Maïng ñöôøng oáng ñöôïc laép raùp coá ñònh (maïng ñöôøng oáng trong nhaø maùy)  Maïng ñöôøng oáng ñöôïc laép raùp di ñoäng (maïng ñöôøng oáng trong daây chuyeàn hoaëc trong maùy moùc thieát bò) Trong boä thí nghieäm, ñöôøng oáng daãn khí neùn ñöôïc trang bò cho pheùp thaùo laép deã daøng vaø nhanh choùng. Noái heä thoáng ñeán caùc thieát bò baèng caùch ñôn giaûn laø ñaåy oáng vaøo coång vaøo (in-let) hay coång ra (out-let).

Thaùo oáng ra baèng caùch moät tay ñeø vaøo vaønh tyø, tay kia keùo oáng ra. CAÙC PHAÀN TÖÛ TRONG HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN: I. Khaùi nieäm: Moät heä thoáng ñieàu khieån bao goàm ít nhaát laø moät maïch ñieàu khieån voøng hôû (Open – loop Control System) vôùi caùc phaàn töû sau:  Phaàn töû ñöa tín hieäu : nhaän nhöõng giaù trò cuûa ñaïi löôïng vaät lyù nhö ñaïi löôïng vaøo, laø phaàn töû ñaàu tieân cuûa maïch ñieàu khieån. Ví duï: van ñaûo chieàu, rôle aùp suaát.

 Phaàn töû xöû lyù tín hieäu: Xöû lyù tín hieäu nhaän vaøo theo moät quy taéc logic nhaát ñònh, laøm thay ñoåi traïng thaùi cuûa phaàn töû ñieàu khieån. Ví duï: van ñaûo chieàu, van tieát löu, van logic OR hoaëc AND.  Cô caáu chaáp haønh: thay ñoåi traïng thaùi cuûa ñoái töôïng ñieàu khieån, laø ñaïi löông ra cuûa maïch ñieàu khieån. Ví duï: xilanh, ñoäng cô khí neùn.

Van ñaûo chieàu: Van ñaûo chieàu coù nhieäm vuï ñieàu khieån doøng naêng löôïng baèng caùch ñoùng môû hay thay ñoåi vò trí caùc cöûa van ñeå thay ñoåi höôùng cuûa doøng khí neùn. 1) Kyù hieäu cuûa van ñaûo chieàu: Vò trí cuûa noøng van ñöôïc kyù hieäu baèng caùc oâ vuoâng lieàn nhau vôùi caùc chöõ caùi o,a ,b ,c ,… hay caùc chöõ soá 0, 1, 2, … a o b a b Vò trí ‘khoâng’ laø vò trí maø khi van chöa coù taùc ñoäng cuûa tín hieäu beân ngoaøi vaøo. Ñoái vôùi van coù 3 vò trí, thì vò trí ôû giöõa, kyù hieäu ‘o’ laø vò trí ‘khoâng’. Ñoái vôùi van coù 2 vò trí thì Giaùo vieân höôùng daãn: TRAÀN MINH CHAÙNH 7 Ñoà aùn toát nghieäp: Xaây döïng caùc baøi thöïc taäp Khí neùn keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC vò trí ‘khoâng’ coù theå laø ‘a’ hoaëc ‘b’, thoâng thöôøng vò trí beân phaûi ‘b’ laø vò trí ‘khoâng’.

Cöûa noái van ñöôïc kyù hieäu ISO 5599 ISO 1219 nhö sau: Cöûa noái vôùi nguoàn(töø boä 1 P loïc khí) Cöûa noái laøm vieäc 2 , 4, 6, … A , B , C, … Cöûa xaû khí 3 , 5 , 7… R , S , T… Cöûa noái tín hieäu ñieàu khieån 12 , 14… X,Y… a b Kí hieäu cöûa xaû khí Tröôøng hôïp a laø cöûa xaû khí khoâng coù moái noái cho oáng daãn, coøn cöûa xaû khí coù moái noái cho oáng daãn khí laø tröôøng hôïp b. Beân trong oâ vuoâng cuûa moãi vò trí laø caùc ñöôøng muõi teân bieåu dieãn höôùng chuyeån ñoäng cuûa doøng khí neùn qua van. Khi doøng bò chaën thì ñöôïc bieåu dieãn baèng daáu gaïch ngang. 4(B) 2(A) Cöûa noái ñieàu 14(Z) 0 1 12(Y) Cöûa noái ñieàu khieån khieån Cöûa 1noái vôùi Cöûa 1noái vôùi cöûa 4 cöûa 2 3(R) Cöûa xaû khí khoâng coù moái noái Cöûa xaû khí coù 5(S) cho oáng daãn moái noái cho 1(P) Noái vôùi nguoàn oáng daãn khí neùn Giaùo vieân höôùng daãn: TRAÀN MINH CHAÙNH 8 Ñoà aùn toát nghieäp: Xaây döïng caùc baøi thöïc taäp Khí neùn keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC Kyù hieäu vaø teân goïi cuûa van ñaûo chieàu: Hình treân laø kyù hieäu cuûa van ñaûo chieàu 5/2 trong ñoù: 5 : chæ soá cöûa 2 : chæ soá vò trí Caùch goïi teân vaø kyù hieäu cuûa moät soá van ñaûo chieàu: TEÂN THIEÁT BÒ KÍ HIEÄU Van ñaûo chieàu 2/2 Van ñaûo chieàu 4/2 Van ñaûo chieàu 5/2 Giaùo vieân höôùng daãn: TRAÀN MINH CHAÙNH 9 Ñoà aùn toát nghieäp: Xaây döïng caùc baøi thöïc taäp Khí neùn keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC 2) Tín hieäu taùc ñoäng: Tín hieäu taùc ñoäng vaøo van ñaûo chieàu coù 4 loaïi laø: taùc ñoäng baèng tay, taùc ñoäng baèng cô hoïc, taùc ñoäng baèng khí neùn vaø taùc ñoäng baèng nam chaâm ñieän.

Tín hieäu taùc ñoäng töø 2 phía ( ñoái vôùi van ñaûo chieàu khoâng coù vò trí ‘khoâng’) hay chæ töø 1 phía (ñoái vôùi van ñaûo chieàu coù vò trí ‘khoâng’).Taùc ñoäng baèng tay: TEÂN THIEÁT BÒ KÍ HIEÄU Kí hieäu nuùt nhaán toång quaùt Nuùt baám Tay gaït Baøn ñaïp b.