UBND TỈNH SÓC TRĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ SÓC TRĂNG GIÁO TRÌNH Mô đun: Điều khiển điện khí nén Nghề: Điện tử công nghiệp Trình độ: Cao đẳng (Ban hành kèm theo Quyết định số … /QĐ-CĐN, ngày. của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Sóc Trăng) Sóc Trăng - Năm 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU Điều khiển điện khí nén là một trong những môn học được biên soạn dựa trên chương trình khung, chương trình dạy nghề do Bộ Lao động -Thương binh và Xã hội và Tổng cục Giáo dục nghề nghiệp ban hành dành cho.
Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu nhất, trong mỗi bài đều có ví dụ áp dụng để làm sáng tỏ lý thuyết. Giáo viên biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp và tham khảo ở nhiều giáo trình hiện có để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung của mô đun gồm có 04 bài: - Bài 1: Giới thiệu về hệ thống khí nén. - Bài 2: Giới thiệu các phần tử trong hệ thống điện khí nén.
- Bài 3: Thiết kế, lắp ráp và vận hành hệ thống điều khiển khí nén. - Bài 4: Thiết kế, lắp ráp và vận hành, hệ thống điều khiện điện – khí nén. Giáo trình cũng là tài liệu giảng dạy và tham khảo tốt cho các ngành thuộc lĩnh vực điện dân dụng, điện công nghiệp, Kỹ thuật máy lạnh và Điều hòa không khí Mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để tác giả sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Sóc Trăng, ngày.
năm 2020 Biên soạn Tăng Hoàng Phong MỤC LỤC TRANG BÀI 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG KHÍ NÉN. Sơ lược về lịch sử ra đời và phát triển của hệ thống điều khiển điện khí nén:. Ưu và nhược điểm của hệ thống điều khiển điện khí nén:. Phạm vi ứng dụng của khí nén: .2 CÂU HỎI BÀI TẬP .4 BÀI 2: GIỚI THIỆU CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN.
Các loại van trong hệ thống điều khiển khí nén:. Các phần tử điện và điện khí nén:. Các loại xy lanh trong hệ thống điều khiển khí nén: .49 CÂU HỎI BÀI TẬP .63 BÀI 3: THIẾT KẾ, LẮP RÁP VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN. Biểu đồ trạng thái:.
Thiết kế mạch điều khiển khí nén:. Lắp ráp và vận hành hệ thống điều khiển khí nén: .80 CÂU HỎI BÀI TẬP .91 BÀI 4: THIẾT KẾ, LẮP RÁP VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN - KHÍ NÉN. Các phương pháp thiết kế mạch điều khiển điện – khí nén:. Thiết kế mạch điều khiển điện – khí nén:.
Lắp ráp và vận hành hệ thống điều khiển điện – khí nén: .101 CÂU HỎI BÀI TẬP .116 TÀI LIỆU THAM KHẢO .119 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Điều khiển điện khí nén Mã mô đun: ĐT051519 I. Vị trí, tính chất của mô đun - Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi học xong các mô đun như: đo lường điện tử, trang bị điện 1, kỹ thuật số. - Tính chất: Là mô đun có tính chất quan trọng trong nghề điện tử công nghiệp, liên quan đến lĩnh vực tự động hóa trong nền công nghiệp hiện tại. - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: II.
Mục tiêu mô đun - Về kiến thức: + Trình bày được nguyên lý hoạt động của các mạch điều khiển điện khí nén. + Trình bày được các phương pháp điều khiển khí nén. - Về kỹ năng: + Thiết kế được mạch điều khiển khí nén và điện – khí nén. + Lắp ráp được các mạch ứng dụng sử dụng các thiết bị khí nén.
+ Kiểm tra và sửa chữa được các lỗi trong mạch điều khiển khí nén. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện khả năng tư duy trong thiết kế mạch điều khiển khí nén và điện khí nén. + Rèn luyện tính chính xác, cẩn thận, tỉ mỉ trong việc lắp ráp các mạch điều khiển khí nén và điện – khí nén. Nội dung của mô đun BÀI 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG KHÍ NÉN Mã bài: Giới thiệu: Nội dung của bài này nhằm giới thiệu chung về lĩnh vực khí nén, nguồn năng lượng khí nén, những ứng dụng, tính chất và ưu nhược điểm của nó.
Mục tiêu: - Trình bày được lịch sử ra đời và phát triển của hệ thống điều khiển điện khí nén. - Trình bày được các ưu, nhược điểm và các phạm vi ứng dụng của khí nén trong công nghiệp tự động hóa. Nội dung chính: 1. Sơ lược về lịch sử ra đời và phát triển của hệ thống điều khiển điện khí nén: - Khí nén là một phần của lưu chất với không khí hoặc các loại khí khác được nén lại.
- Pneumatics: xuất phát từ tiếng Hy Lạp là Pneuma có nghĩa là khí, gió hoặc hơi thở. - Điều khiển khí nén được thiết kế với mục đích hướng dòng chảy của khí nén theo các mạch để điều khiển cơ cấu chấp hành. - Các dòng chảy dưới dạng năng lượng khí nén sẽ điều khiển cơ cấu chấp hành thực hiện chuyển động tịnh tiến hay quay. Ứng dụng khí nén đã có từ thời trước Công Nguyên, tuy nhiên sự phát triển của khoa học kỹ thuật thời đó không đồng bộ, nhất là sự kết hợp các kiến thức về cơ học, vật lý, vật liệu.
còn thiếu, cho nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế. Đến thế kỷ thứ 19, các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khí nén lần lượt được phát minh.Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng điện, vai trò sử dụng năng lượng bằng khí nén bị giảm dần. Tuy nhiên, việc sử dụng năng lượng bằng khí nén vẫn đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử dụng điện sẽ không an toàn. Khí nén được sử dụng ở những dụng cụ nhỏ nhưng truyền động với vận tốc lớn như: búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh…đặc biệt là các dụng cụ gá kẹp trong các máy.
Sau chiến tranh thế giới thứ hai, việc ứng dụng năng lượng bằng khí nén trong kỹ thuật điều khiển phát triển khá mạnh mẽ. Những dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén mới được sáng chế và ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau. Sự kết hợp khí nén với điện - điện tử ngày càng phát triển. Nhiều hệ thống tự động sử 1 dụng khí nén ra đời và đáp ứng được những yêu cầu mà điện không thể làm được.
Ưu và nhược điểm của hệ thống điều khiển điện khí nén: 2. Ưu điểm: - Độ an toàn làm việc cao trong môi trường dễ cháy nổ và có thể làm việc trong môi trường khắc nghiệt như phóng xạ hoặc hoá chất. - Độ tin cậy làm việc cao. - Kết cấu, sử dụng và điều khiển đơn giản.
- Dễ dàng tự động hoá. - Thời gian đáp ứng nhanh, tác động nhanh và có thể làm việc từ xa. - Giá thành thiết kế hệ thống rẻ. Nhược điểm: - Kích thước lớn hơn so với hệ thống thuỷ lực có cùng công suất.
- Tính nén được của khí ảnh hưởng tới chất lượng làm việc của hệ thống. - Do khí xả ra qua các cửa tạo nên âm thanh khá ồn. - Do vận tốc của các cơ cấu chấp hành khí nén lớn nên dễ xảy ra va đập ở cuối hành trình. - Việc điều khiển theo quy luật vận tốc cho trước và dừng lại ở vị trí trung gian cũng khó thực hiện được chính xác như đối với các hệ thống khác.
Phạm vi ứng dụng của khí nén: 3. Trong lĩnh vực điều khiển: - Vào những thập niên 50 và 60 của thế kỷ 20, là thời gian phát triển mạnh mẽ của giai đoạn tự động hoá quá trình sản xuất, kỹ thuật điều khiển bằng khí nén được phát triển rộng rãi và đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. - Hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các lĩnh vực như: các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá kẹp chi tiết hoặc là sử dụng trong lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử vì điều kiện vệ sinh môi trường rất tốt và an toàn cao. - Hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các dây chuyền rửa tự động, trong các thiết bị vận chuyển và kiểm tra của thiết bị lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói, bao bì và trong công nghiệp hoá chất.
Trong các hệ thống truyền động: - Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: Các thiết bị, máy móc trong lĩnh vực khai thác như: khai thác đá, khai thác than, trong các công trình xây dựng như: xây dựng hầm mỏ, đường hầm. 2 - Truyền động quay: truyền động xylanh, động cơ quay với công suất lớn bằng năng lượng khí nén. - Trong các hệ thống đo và kiểm tra: được dùng trong các thiết bị đo và kiểm tra chất lượng sản phẩm. - Truyền động thẳng: vận dụng truyền động bằng áp suất khí nén cho chuyển động thẳng trong các dụng cụ, đồ gá kẹp chặt chi tiết, trong các thiết bị đóng gói, trong các loại máy gia công gỗ, trong các thiết bị làm lạnh cũng như trong hệ thống phanh hãm của ôtô.
Những đặc trưng của khí nén: - Về số lượng: có sẵn ở khắp mọi nơi nên có thể sử dụng với số lượng vô hạn. - Về vận chuyển: khí nén có thể vận chuyển dễ dàng trong các đường ống, với một khoảng cách nhất định. Các đường ống dẫn về không cần thiết vì khí nén sau khi sử dụng sẽ được cho thoát ra ngoài môi trường sau khi đã thực hiện xong công tác. - Về lưu trữ: máy nén khí không nhất thiết phải hoạt động liên tục.
Khí nén có thể được lưu trữ trong các bình chứa để cung cấp khi cần thiết. - Về nhiệt độ: khí nén ít thay đổi theo nhiệt độ. - Về phòng chống cháy nổ: không một nguy cơ nào gây cháy bởi khí nén, nên không mất chi phí cho việc phòng chống cháy. Không khí nén thường hoạt động với áp suất khoảng 6 bar nên việc phòng nổ không quá phức tạp.
- Về tính vệ sinh: khí nén được sử dụng trong các thiết bị đều được lọc các bụi bẩn, tạp chất hay nước nên thường sạch, không một nguy cơ nào về mặt vệ sinh.
