TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC KHÍ NÉN NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HÓA TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 198/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ) 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 Giáo trình Hệ thống điều khiển thủy lực – khí nén được biên soạn dành cho sinh viên cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH) của Trường Cao Đẳng Dầu Khí và thuộc môn học chuyên ngành. Các sinh viên nghề SCTBTĐH trước khi học môn học này cần hoàn thành môn học cơ sở ngành.
Nội dung của giáo trình gồm 05 bài: Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Bài 2: Các phần tử cơ bản trong hệ thống điều khiển thủy lực khí nén Bài 3: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén Bài 4: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén Bài 5: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã tham khảo và trích dẫn từ nhiều tài liệu được liệt kê tại mục Danh mục tài liệu tham khảo. Chúng tôi chân thành cảm ơn các tác giả của các tài liệu mà chúng tôi đã tham khảo. Bên cạnh đó, giáo trình cũng không thể tránh khỏi những sai sót nhất định. Nhóm tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, phản hồi từ quý đồng nghiệp, các bạn người học và bạn đọc.
Trân trọng cảm ơn. Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 03 năm 2020 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: ThS. Nguyễn Xuân Thịnh 2.
Ngô Trí Tùng 3. Nguyễn Thái Bảo MỤC LỤC BÀI 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THỦY LỰC KHÍ NÉN. CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC KHÍ NÉN:.
Ưu nhược điểm hệ thống điều khiển bằng khí nén:. Ưu nhược điểm hệ thống điều khiển bằng thủy lực:. 4 BÀI 2: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC KHÍ NÉN. PHẦN TỬ CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG:.
Hệ thống bể dầu, bơm thủy lực:. PHẦN TỬ TÍN HIỆU VÀO:. Công tắc hành trình:. PHẦN TỬ XỬ LÝ TÍN HIỆU:.
PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN:. Nguyên lý hoạt động của phần tử điều khiển:. Các phần tử điều khiển được sử dụng trong mạch điều khiển:. PHẦN TỬ CHẤP HÀNH:.
CÁC PHẦN TỬ KHÁC:. Van thoát nhanh:. 22 BÀI 3: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG HỆ THỐNG THỦY LỰC, KHÍ NÉN. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THEO TẦNG:.
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC CƠ CẤU/ MÁY THỰC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIA TẦNG:. 38 BÀI 4: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THEO TẦNG:. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC CƠ CẤU/ MÁY THỰC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIA TẦNG:.
51 BÀI 5: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THEO NHỊP. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO NHỊP HỆ THỐNG THỦY LỰC, KHÍ NÉN:. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO NHỊP HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN. Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 73 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ĐK Điều khiển TLKN Thủy lực khí nén P Áp suất F Lực A Tiết diện KN Khí nén ĐKN Điện khí nén HTB Hành trình bước J Joule W Watt DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Biểu diễn áp suất 2 Hình 1.2: Dải áp suất thường được sử dụng trong công nghiệp 3 Hình 2.1: Cấu trúc mạch ĐK và các phần tử 3 Hình 2.2: Chu kỳ hoạt động máy nén khí Pittông 4 Hình 2.3: Máy nén khí kiểu cánh gạt 4 Hình 2.4: Máy nén khí kiểu Root 5 Hình 2.5: Máy nén khí kiểu trục vít 5 Hình 2.6: Máy nén khí ly tâm 5 Hình 2.7: Bồn dầu thủy lực 6 Hình 2.8: Bộ lọc khí nén 6 Hình 2.9: Van lọc khí nén 7 Hình 2.10: Van điều áp 7 Hình 2.11: Van tra dầu 8 Hình 2.12: Nút nhấn thường đóng 8 Hình 2.14: Kí hiệu cảm biến tiệm cận điện dung 9 Hình 2.17: Kí hiệu van tràn, van an toàn 11 Hình 2.18: Cấu tạo van an toàn, kiểu bi 11 Hình 2.19: Kí hiệu van giảm áp 11 Hình 2.23: Trạng thái ban đầu van đảo chiều không duy trì 3/2 13 Hình 2.24: Trạng thái khi cổng điều khiển tác động 13 Hình 2.25: Trạng thái ban đầu van đảo chiều duy trì 3/2 14 Hình 2.26: Trạng thái khí 12 tác động, 14 không tác động 14 Hình 2.27: Trạng thái khi 14 tác động, 12 không tác động 14 Hình 2.28: Tín hiệu tác động bằng tay 15 Hình 2.29: Tín hiệu tác động bằng cơ 15 Hình 2.33: Xi lanh tác động kép 17 Hình 2.34: Xi lanh màng 17 Hinh 2.35: Xi lanh quay 17 Hình 2.36: Xi lanh lồng 17 Hình 2.37: Xilanh giảm chấn 18 Hình 2.38: Xilanh có vị trí pit - tông trung gian 18 Hình 2.39: Ký hiệu động cơ khí nén.43: Động cơ trục vít 20 Hình 2.44: Timer khí nén T-ON 20 Hình 2.45: Van 1 chiều 21 Hình 2.46: Van tiết lưu 1 chiều 21 Hình 2.47: Van thoát nhanh 21 Hình 2.48: Van áp suất tuần tự 22 Hình 2.49: Bộ ổn tốc 22 Hình 2.50: Rơ le đóng mạch 23 Hình 2.51: Rơ le điều khiển 23 Hình 2.52: Rơ le đóng chậm 23 Hình 2.53: Rơ le mở chậm 24 Hình 2.54: Cách khai báo Công tắc hành trình 2 chiều 24 Hình 2.55: Cách khai báo Công tắc hành trình 1 chiều 25 Hình 2.56: Cách khai báo Van đảo chiều không duy trì 25 Hình 2.57: Cách khai báo Van đảo chiều duy trì 25 Hình 2.58: Cách khai báo Công tắc hành trình 25 Hình 2.59: Cách khai báo Công tắc áp suất 26 Hình 2.60: Cách khai báo Giác hút chân không 26 Hình 2.61: Cách khai báo Timer 26 Hình 2.62: Cách khai báo Counter 27 Hình 2.63: Cách khai báo công tắc hành trình 27 Hình 2.64: Cách khai báo van điện từ duy trì 28 Hình 2.65: Cách khai báo van điện từ không duy trì 28 Hình 2.66: Cách khai báo cuộn dây van điện từ 28 Hình 2.67: Cách khai báo Relay 29 Hình 2.68: Cách khai báo bộ đếm 29 Hình 2.69: Cách khai báo cảm biến tiệm cận 29 Hình 3.1: Chuyển đổi biểu đồ chuyển động 35 Hình 3.2: Biểu đồ hành trình thời gian 35 Hình 3.3: Biểu đồ điều khiển 36 Hình 3.4: Biểu đồ chức năng 36 Hình 3.5: Biểu đồ hành trình bước 37 Hình 3.6: Kí hiệu biểu đồ trạng thái 37 Hình 3.7: Module điều khiển theo nhịp khí nén kiểu A 38 Hình 3.8: Module điều khiển theo nhịp kiểu B 39 Hình 3.9: Module điều khiển theo nhịp kiểu C 39 Hình 3.10: Mạch Logic điều khiển theo nhịp 39 Hình 3.11: Mạch Logic điều khiển theo nhịp 40 Hình 3.12: Quy trình thực hiện theo nhịp nhảy cóc 40 Hình 3.13: Quy trình thực hiện theo nhịp lặp lại 40 Hình 3.14: Sơ đồ minh họa ĐK theo nhịp KN 40 Hình 3.15: Mạch điều khiển theo nhịp ĐKN (5 nhịp) 43 Hình 3.16: Sơ đồ minh họa ĐK theo nhịp ĐKN 43 Hình 4.1: Chia tầng trực tiếp trên sơ đồ HTB 50 Hình 4.2: Ví dụ gộp tầng 50 Hình 4.3: Chia tầng theo chu trình kín 51 Hình 4.4: Mạch điều khiển khí nén 2 tầng 51 Hình 4.5: Mạch điều khiển khí nén 3 tầng 52 Hình 4.6: Mạch điều khiển khí nén 4 tầng 52 Hình 4.7: Mạch ĐK KN 2 tầng – trùng hành trình 52 Hình 4.8: Mạch ĐK KN 3 tầng – trùng hành trình 53 Hình 4.9: Mạch ĐK KN 4 tầng – trùng hành trình 53 Hình 4.10: Ví dụ chia tầng KN 53 Hình 4.11: Thiết kế phương trình chia tầng KN 54 Hình 4.12: Sơ đồ mạch điều khiển 54 Hình 4.13: Sơ đồ ví dụ ĐK theo tầng KN 54 Hình 5.1: Chia tầng trực tiếp trên sơ đồ HTB 63 Hình 5.2: Ví dụ gộp tầng 63 Hình 5.3: Chia tầng theo chu trình kín 64 Hình 5.4: Mạch điều khiển 2 tầng ĐKN 64 Hình 5.5: Mạch điều khiển 3 tầng ĐKN 64 Hình 5.6: Mạch điều khiển 4 tầng ĐKN 65 Hình 5.7: Ví dụ chia tầng ĐKN 65 Hình 5.8: Thiết kế phương trình chia tầng ĐKN 65 Hình 5.9: Sơ đồ mạch ĐK ĐKN 66 Hình 5.10: Sơ đồ ví dụ ĐK theo tầng ĐKN 66 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Bảng qui đổi các đơn vị áp suất 2 Bảng 2.1: Kí hiệu phần tử tín hiệu vào thông dụng 10 Bảng 2.2: Kí hiệu các phần tử điều khiển thông dụng 15 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC KHÍ NÉN 1. Tên mô đun: Hệ thống điều khiển thủy lực - khí nén 2. Mã mô đun: TĐH19MĐ13 Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành: 60 giờ) Số tín chỉ: 04 3.
Vị trí, tính chất ý nghĩa và vai trò của mô-đun: 3.1 Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học đo lường điện, kỹ thuật số, khí cụ điện; 3.2 Tính chất: Giáo trình cung cấp kiến thức, kỹ năng và năng lực tự chủ và trách nhiệm cho người học liên quan đến cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của các loại thiết bị trong hệ thống điều khiển thủy lực – khí nén. Người học sẽ thiết kế, vận hành và lắp ráp được các hệ thống điều khiển trong hệ thống thủy lực khí nén.3 Ý nghĩa và vai trò của mô-đun: là môn học khoa học mang tính thực tế và ứng dụng thực tiễn dành cho đối tượng là người học chuyên ngành sửa chữa thiết bị tự động hóa. Mô-đun này đã được đưa vào giảng dạy tại trường Cao Đẳng Dầu Khí từ năm 2018 đến nay. Nội dung chủ yếu của mô-đun này nhằm cung cấp các kiến thức và kỹ năng thuộc lĩnh vực thủy lực khí nén: (1) Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén; (2) Các phần tử cơ bản trong hệ thống điều khiển thủy lực khí nén; (3) Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén; (4) Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén; (5) Phương pháp điều khiển theo nhịp.
Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + A1. Trình bày nguyên lý hoạt động của các phần tử khí nén, thủy lực. Phân tích được nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển khí nén, thủy lực. Thuyết minh được các ký hiệu phần tử thủy lực khí nén.
- Về kỹ năng: + B1. Thiết kế được mạch điều khiển thủy lực khí nén.