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: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số:216/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2022 (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 trung cấp 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 2022 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:. 11 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:. 34 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:. 73 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:.
48 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. 85 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 8 Hình 1.2: Dải áp suất thường được sử dụng trong công nghiệp 10 Hình 2.1: Cấu trúc mạch ĐK và các phần tử 15 Hình 2.2: Chu kỳ hoạt động máy nén khí Pittông 16 Hình 2.3: Máy nén khí kiểu cánh gạt 16 Hình 2.4: Máy nén khí kiểu Root 17 Hình 2.5: Máy nén khí kiểu trục vít 17 Hình 2.6: Máy nén khí ly tâm 17 Hình 2.7: Bồn dầu thủy lực 18 Hình 2.8: Bộ lọc khí nén 18 Hình 2.9: Van lọc khí nén 19 Hình 2.10: Van điều áp 19 Hình 2.11: Van tra dầu 20 Hình 2.12: Nút nhấn thường đóng 20 Hình 2.13: Cảm biến tiệm cận điện cảm 20 Hình 2.14: Kí hiệu cảm biến tiệm cận điện dung 20 Hình 2.15: Cảm biến tiệm cận quang 20 Hình 2.16: Công tắc hành trình 22 Hình 2.17: Kí hiệu van tràn, van an toàn 23 Hình 2.18: Cấu tạo van an toàn, kiểu bi 23 Hình 2.19: Kí hiệu van giảm áp 23 Hình 2.20: Cấu tạo, kí hiệu van AND 23 Hình 2.21: Cấu tạo, kí hiệu van OR 24 Hình 2.22: Quy ước van đảo chiều 25 Hình 2.23: Trạng thái ban đầu van đảo chiều không duy trì 3/2 25 Hình 2.24: Trạng thái khi cổng điều khiển tác động 25 Hình 2.25: Trạng thái ban đầu van đảo chiều duy trì 3/2 26 Hình 2.26: Trạng thái khí 12 tác động, 14 không tác động 26 Hình 2.27: Trạng thái khi 14 tác động, 12 không tác động 26 Hình 2.28: Tín hiệu tác động bằng tay 27 Hình 2.29: Tín hiệu tác động bằng cơ 27 Hình 2.30: Tín hiệu tác động bằng khí nén 28 Hình 2.31: Tín hiệu tác động bằng điện khí nén 28 Hình 2.32: Xi lanh tác động đơn 28 Hình 2.33: Xi lanh tác động kép 29 Hình 2.34: Xi lanh màng 29 Hinh 2.35: Xi lanh quay 29 Hình 2.36: Xi lanh lồng 29 Hình 2.37: Xi lanh giảm chấn 20 Hình 2.38: Xi lanh có vị trí pit - tông trung gian 20 Hình 2.39: Ký hiệu động cơ khí nén.40: Động cơ bánh răng hình chữ V 20 Hình 2.41: Động cơ cánh gạt 31 Hình 2.42: Động cơ pit-tông hướng trục 31 Hình 2.43: Động cơ trục vít 32 Hình 2.44: Timer khí nén T-ON 32 Hình 2.45: Van 1 chiều 33 Hình 2.46: Van tiết lưu 1 chiều 33 Hình 2.47: Van thoát nhanh 33 Hình 2.48: Van áp suất tuần tự 34 Hình 2.49: Bộ ổn tốc 34 Hình 2.50: Rơ le đóng mạch 35 Hình 2.51: Rơ le điều khiển 35 Hình 2.52: Rơ le đóng chậm 35 Hình 2.53: Rơ le mở chậm 36 Hình 2.54: Cách khai báo Công tắc hành trình 2 chiều 36 Hình 2.55: Cách khai báo Công tắc hành trình 1 chiều 37 Hình 2.56: Cách khai báo Van đảo chiều không duy trì 37 Hình 2.57: Cách khai báo Van đảo chiều duy trì 37 Hình 2.58: Cách khai báo Công tắc hành trình 37 Hình 2.59: Cách khai báo Công tắc áp suất 38 Hình 2.60: Cách khai báo Giác hút chân không 38 Hình 2.61: Cách khai báo Timer 38 Hình 2.62: Cách khai báo Counter 39 Hinh 2.63: Cách khai báo công tắc hành trình 39 Hinh 2.64: Cách khai báo van điện từ duy trì 40 Hinh 2.65: Cách khai báo van điện từ không duy trì 40 Hinh 2.66: Cách khai báo cuộn dây van điện từ 40 Hinh 2.67: Cách khai báo Relay 41 Hinh 2.68: Cách khai báo bộ đếm 41 Hinh 2.69: Cách khai báo cảm biến tiệm cận 41 Hinh 3.1: Chia tầng trực tiếp trên sơ đồ HTB 36 Hinh 3.2: Ví dụ gộp tầng 37 Hinh 3.3: Chia tầng theo chu trình kín 37 Hinh 3.4: Mạch điều khiển khí nén 2 tầng 38 Hinh 3.5: Mạch điều khiển khí nén 3 tầng 38 Hinh 3.6: Mạch điều khiển khí nén 4 tầng 39 Hinh 3.7: Mạch ĐK KN 2 tầng – trùng hành trình 39 Hinh 3.8: Mạch ĐK KN 3 tầng – trùng hành trình 39 Hinh 3.9: Mạch ĐK KN 4 tầng – trùng hành trình 40 Hinh 3.10: Ví dụ chia tầng KN 40 Hinh 3.11: Thiết kế phương trình chia tầng KN 40 Hinh 3.12: Sơ đồ mạch điều khiển 41 Hinh 3.13: Sơ đồ ví dụ ĐK theo tầng KN 41 Hinh 4.1: Chia tầng trực tiếp trên sơ đồ HTB 49 Hinh 4.2: Ví dụ gộp tầng 50 Hinh 4.3: Chia tầng theo chu trình kín 50 Hinh 4.4: Mạch điều khiển 2 tầng ĐKN 51 Hinh 4.5: Mạch điều khiển 3 tầng ĐKN 51 Hinh 4.6: Mạch điều khiển 4 tầng ĐKN 51 Hinh 4.7: Ví dụ chia tầng ĐKN 52 Hinh 4.8: Thiết kế phương trình chia tầng ĐKN 52 Hinh 4.9: Sơ đồ mạch ĐK ĐKN 53 Hinh 4.10: Sơ đồ ví dụ ĐK theo tầng ĐKN 53 Hinh 5.1: Chuyển đổi biểu đồ chuyển động 59 Hinh 5.2: Biểu đồ hành trình thời gian 59 Hinh 5.3: Biểu đồ điều khiển 60 Hinh 5.4: Biểu đồ chức năng 60 Hinh 5.5: Biểu đồ hành trình bước 61 Hinh 5.6: Kí hiệu biểu đồ trạng thái 61 Hinh 5.7: Module điều khiển theo nhịp khí nén kiểu A 62 Hinh 5.8: Module điều khiển theo nhịp kiểu B 63 Hinh 5.9: Module điều khiển theo nhịp kiểu C 63 Hinh 5.10: Mạch Logic điều khiển theo nhịp 63 Hinh 5.11: Mạch Logic điều khiển theo nhịp 64 Hinh 5.12: Quy trình thực hiện theo nhịp nhảy cóc 64 Hinh 5.13: Quy trình thực hiện theo nhịp lặp lại 64 Hinh 5.14: Sơ đồ minh họa ĐK theo nhịp KN 64 Hinh 5.15: Mạch điều khiển theo nhịp ĐKN (5 nhịp) 67 Hinh 5.16: Sơ đồ minh họa ĐK theo nhịp ĐKN 67 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Bảng qui đổi các đơn vị áp suất 9 Bảng 2.1: Kí hiệu phần tử tín hiệu vào thông dụng 22 Bảng 2.2: Kí hiệu các phần tử điều khiển thông dụng 27 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: AUTM54113 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.