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. 1 LỜI GIỚI THIỆU Mô đun Servo điện – thủy khí là một trong những mô đun chuyên môn của nghề Cơ Điện tử được biên soạn dựa theo chương trình khung đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Cơ Điện tử hệ Cao đẳng. Nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao.
Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 60 giờ gồm có: Bài MĐ 37-01: Lý thuyết về điều khiển Servo Bài MĐ 37-02: Động cơ Servo Bài MĐ 37-03: Ứng dụng vi điều khiển trong điều khiển RC, DC servo Bài MĐ 37-04: Ứng dụng VĐK, PLC trong điều khiển động cơ AC servo Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiến thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học củng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn sẽ hiện chỉnh hoàn thiện hơn sau thời gian sử dụng. năm 2021 Tham gia biên soạn 1.
Chủ biên: Nguyễn Tuấn Khanh 2 MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN.1 LỜI GIỚI THIỆU. 3 BÀI 1: LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU KHIỂN SERVO. Điều khiển vòng kín và vòng hở. Phân tích hệ thống Servo.
Các chế độ điều khiển. 11 BÀI 2: ĐỘNG CƠ SERVO.1 Thực hành điều khiển AC servo ở chế độ Jog.2 Thực hành AC servo ở chế độ lựa chọn tốc độ và chiều quay.18 Bài 3: ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN TRONG ĐIỀU KHIỂN RC SERVO VÀ DC SERVO. Thiết kế mạch driver cho động cơ RC servo, DC servo. Điều khiển RC servo dùng vi điều khiển.
Điều khiển vị trí RC servo dùng biến trở. Điều khiển thuận nghịch RC servo với vòng lặp for.Điều khiển vị trí. Điều khiển DC servo dùng vi điều khiển.1 Điều khiển tốc độ dùng biến trở. Điều khiển thuận nghịch kết hợp điều chỉnh tốc độ.
Điều khiển hiển thị tốc độ chạy và chiều quay của động cơ lên LCD. 36 Bài 4: ỨNG DỤNG VĐK, PLC TRONG ĐIỀU KHIỂN AC SERVO. So sánh ưu và nhược điểm của vi điều khiển so với PLC. Phát xung PWM với Arduino.
Phát xung PTO với PLC Mitsubishi. Bộ đếm tốc độ cao với PLC Mitsubishi.1 Thực hành cài đặt AC servo driver.2 Thực hành VDK điều khiển AC servo.1 Thực hành điều khiển chạy dừng động cơ AC servo. Thực hành điều khiển chạy thuận nghịch, dừng động cơ AC servo.3 Thực hành PLC điều khiển AC servo.1 Điều khiển chạy dừng AC servo. Điều khiển chạy thuận nghịch dừng AC servo.
Điều khiển theo vị trí với AC servo.56 TÀI LIỆU THAM KHẢO.60 CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN 3 Tên mô đun: SERVO ĐIỆN – THỦY KHÍ Mã mô đun: MĐ 37 Thời gian thực hiện mô đun: 45 giờ; (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 28 giờ; Kiểm tra: 02 giờ). Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Mô đun này được bố trí dạy sau khi học xong các môn học, mô đun như Mạch điện tử cơ bản, PLC cơ bản, Vi điều khiển, Kỹ thuật cảm biến…. - Tính chất của mô đun: Là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc nghề Cơ điện tử - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Điều khiển động cơ servo được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp với các ứng dụng đòi hỏi sự chính xác về vị trí, tốc độ, moment.Mô đun này có vai trò cung cấp cho sinh viên những phương pháp cũng như cách sử dụng vi điều khiển và PLC để điều khiển chúng. Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: + Cung cấp cho sinh viên nghề Cơ điện tử những kiến thức cơ bản về Servo điện - thuỷ khí.
- Kỹ năng: + Hiệu chỉnh, thiết lập các thông số của drive điều khiển. + Lắp đặt, kết nối drive với động cơ và mạch điều khiển. + Kết nối với PLC, vi điều khiển trong hệ thống điều khiển. + Lập trình,vận hành,… - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ.
+ Có khả năng đưa ra được kết luận về các vấn đề chuyên môn, nghiệp vụ thông thường và một số vấn đề phức tạp về mặt kỹ thuật + Có năng lực lập kế hoạch, điều phối, phát huy trí tuệ tập thể III. Nội dung mô đun: Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian: Thời gian (giờ) Thực Số hành, thí Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm TT nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập 1 Bài 1:Lý thuyết về điều khiển Servo 4 3 1 1. Điều khiển vòng kín và vòng hở 1 1 2. Phân tích hệ thống Servo 1 1 3.
Các chế độ điều khiển 1 1 4. Thực hành 1 1 2 Bài 2: Động cơ Servo 8 2 6 1. Thực hành điều khiển AC servo ở chế độ Jog 4. Thực hành AC servo ở chế độ lựa 4 chọn tốc độ và chiều quay Bài 3: Ứng dụng vi điều khiển trong 3 16 4 11 1 điều khiển RC, DC servo 1.
Thiết kế mạch driver cho động cơ 1 1 RC servo, DC servo 2. Điều khiển RC servo dùng vi điều 1 1 khiển 2. Điều khiển vị trí RC servo dùng biến trở 2. Điều khiển thuận nghịch RC servo với vòng lặp for 2.Điều khiển vị trí 3.
Điều khiển DC servo dùng vi điều 1 1 khiển 3.1 Điều khiển tốc độ dùng biến trở 3. Điều khiển thuận nghịch kết hợp điều chỉnh tốc độ 3. Điều khiển hiển thị tốc độ chạy và chiều quay của động cơ lên LCD 4. Thực hành 12 1 11 Kiểm tra 1 1 Bài 4: Ứng dụng vi điều khiển, PLC 4 17 6 10 1 trong điều khiển động cơ AC servo 1.
So sánh ưu điểm và nhược điểm vi 1 1 điều khiển so với PLC 2. Phát xung PWM với arduino 1 1 3. Phát xung PTO với PLC Mitsubishi 1 1 4. Bộ đếm xung tốc độ cao với PLC 1 1 Mitsubishi 5.1 Thực hành cài đặt AC servo driver 5.2 Thực hành VDK điều khiển AC servo 5.1 Thực hành điều khiển chạy dừng động cơ AC servo 5.
Thực hành điều khiển chạy thuận nghịch, dừng động cơ AC servo 5.3 Thực hành PLC điều khiển AC servo 5.1 Điều khiển chạy dừng AC servo 5. Điều khiển chạy thuận nghịch dừng AC servo 5. Điều khiển theo vị trí với AC servo Kiểm tra 1 1 Cộng 45 15 28 2 5 BÀI 1: LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU KHIỂN SERVO Mã bài: MĐ 37-01 Giới thiệu: Động cơ servo được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp với các ứng dụng đòi hỏi sự chính xác về vị trí, tốc độ, moment. Trong phạm vi bài học này cung cấp cho người học kiến thức tổng quan về điều khiển 1 hệ thống servo là như thế nào.
Mục tiêu: - Phân tích được các phương pháp điều khiển servo. - Hiểu được cấu trúc điều khiển của 1 hệ thống servo - Cẩn thận, chủ động và sáng tạo trong học tập, an toàn cho người và thiết bị Nội dung chính: 1. Điều khiển vòng kín và vòng hở Hệ điều khiển vòng hở còn gọi là hệ không hồi tiếp (Nonfeedback System), là một hệ thống trong đó sự kiểm soát không tuỳ thuộc vào output. Những thành phần của hệ điều khiển vòng hở thường có thể chia làm hai bộ phận: bộ điều khiển (controller) và thiết bị xử lý như (Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ điều khiển theo vòng hở Một tín hiệu vào, hay lệnh điều khiển hay tín hiệu tham khảo (Reference) r đưa vào controller.
Tín hiệu ra của nó là tín hiệu tác động u, sẽ kiểm soát tiến trình xử lý sao cho biến c sẽ hoàn tất được vài tiêu chuẩn đặt trước ở ngõ vào. Trong những trường hợp đơn giản, controller có thể là một mạch khuếch đại, những cơ phận nối tiếp hoặc những thứ khác, tuỳ thuộc vào loại hệ thống. Trong các bộ điều khiển điện tử, controller có thể là một microprocessor. Thí dụ: Một máy nướng bánh có gắn timer để ấn định thời gian tắt và mở máy.Với một lượng bánh nào đó, người dùng phải lượng định thời gian nướng cần thiết để bánh chín, bằng cách chọn lựa thời gian trên timer.
Đến thời điểm đã chọn trước, timer điều khiển tắt bộ nung.2 Ví dụ về hệ điều khiển vòng hở Dễ thấy ngay rằng một hệ thống điều khiển như vậy có độ tin cậy không cao.Tín hiệu tham khảo được đặt trước, còn đáp ứng ở ngõ ra thì có thể thay đổi theo điều kiện xung quanh, hoặc nhiễu. Muốn đưa đáp ứng c đến trị giá tham khảo r, người dùng phải qui chuẩn lại bằng cách chọn timer lại. 6 Hệ điều khiển vòng kín: Còn gọi là hệ điều khiển hồi tiếp (feedback control system). Để điều khiển được chính xác, tín hiệu đáp ứng c(t) sẽ được hồi tiếp và so sánh với tín hiệu tham khảo r ở ngỏ vào.
Một tín hiệu sai số (error) tỷ lệ với sự sai biệt giữa c và r sẽ được đưa đến controller để sửa sai. Một hệ thống với một hoặc nhiều đường hồi tiếp như vậy gọi là hệ điều khiển vòng kín.3 Sơ đồ khối hệ điều khiển theo vòng kín Trở lại ví dụ về máy nướng bánh. Giả sử bộ nung cấp nhiệt đều các phía của bánh và chất lượng của bánh có thể xác định bằng màu sắc của nó. Một sơ đồ được đơn giản hoá áp dụng nguyên tắc hồi tiếp cho máy nướng bánh tự động trình bày như (H.4 Máy nướng bánh tự động Ban đầu, máy nướng được qui chuẩn với chất lượng bánh, bằng cách đặt nút chỉnh màu.
Không cần phải chỉnh lại nếu như không muốn thay đổi tiêu chuẩn nướng. Khi SW đóng, bánh sẽ được nướng, cho đến khi bộ phân tích màu "thấy" được màu mong muốn. Khi đó SW tự động mở, do tác động của đường hồi tiếp (mạch điện tử điều khiển relay hay đơn giản là một bộ phận cơ khí). là sơ đồ khối mô tả hệ thống trên.5 Sơ đồ khối máy nướng bánh 2.