Tự động điều khiển thiết bị điện P6
Thiế kế mạch điều khiển không tiếp điểm - một số sơ đồ điều khiển có nhớ - chuyển đổi từ sơ đồ dùng tiếp điểm sang dùng phấn tử không tiếp điểm
Tự động hoá thiết bị điện
Ch−¬ng 5: thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu
khiÓn kh«ng tiÕp ®iÓm
Mét sè s¬ ®å ®iÒu khiÓn cã nhí
ThiÕt kÕ m¹ch t¹o trÔ b»ng phÇn tö sè
ChuyÓn ®æi tõ s¬ ®å dïng tiÕp ®iÓm sang
dïng phÇn tö kh«ng tiÕp ®iÓm.
Sö dông b¶ng ch©n li vμ b¶ng Cacn« ®Ó
thiÕt kÕ m¹ch l«gic.
ChuyÓn ®æi tõ s¬ ®å thuËt to¸n sang sö
dông c¸c phÇn tö l«gic.
mét sè s¬ ®å ®iÒu khiÓn
cã nhí
M¹ch t¹o nhí c¬ b¶n.
M¹ch chèt R-S.
M¹ch chèt R-S ba ®Çu vμo.
M¹ch chèt D.
GV: Nguyễn Vũ Thanh 1
Tự động hoá thiết bị điện
M¹ch t¹o nhí c¬ b¶n
M
D K
K
Ph−¬ng tr×nh ®Çu ra l«gic cña cuén hót K
nh− sau: K = (M + K)*D
M
K
D
Rót gän s¬ ®å trªn ta ®−îc
M
K
D
GV: Nguyễn Vũ Thanh 2
Tự động hoá thiết bị điện
M¹ch chèt RS
M¹ch chèt RS lμ m¹ch lËt 2 tr¹ng th¸i æn
®Þnh. Khi hai tÝn hiÖu S vμ R ®Òu ë møc
l«gic thÊp, ®Çu ra sÏ ®−îc chèt l¹i (cã nhí)
øng dông m¹ch chèt RS cho dõng vμ khëi
®éng cuén hót K.
M
D K
K
M
K
S Q
D
R Q
GV: Nguyễn Vũ Thanh 3
Tự động hoá thiết bị điện
M¹ch chèt RS ba ®Çu vμo
M¹ch chèt RS ba ®Çu vμo, sö dông ®Çu vμo
cho phÐp nh− mét ®iÒu kiÖn cÇn ®èi víi c¸c
tÝn hiÖu ®Çu vμo.
øng dông m¹ch chèt ba ®Çu vμo RS
M
D K
E
K
M
K
S Q
E E
D R Q
GV: Nguyễn Vũ Thanh 4
Tự động hoá thiết bị điện
M¹ch chèt D
M¹ch chèt D c¶i tiÕn m¹ch chèt RS.
– Kh«ng x¶y ra tr−êng hîp cÊm nh− ®èi víi m¹ch chèt RS
– Cã thªm ®Çu vµo E (cho phÐp) ®Ó chèt tr¹ng th¸i
thiÕt kÕ m¹ch t¹o trÔ b»ng
phÇn tö sè
LÝ thuyÕt c¬ b¶n lμ dùa vμo m¹ch chia tÇn
®Ó t¹o trÔ, víi thêi gian bÊt k×.
– VÝ dô víi tÇn sè xung nhÞp lµ 100Hz, nÕu chia ®«i ta
®−îc 50 Hz (øng víi chu k× 0.02s), chia ®«i tiÕp ta ®−îc
25Hz (øng víi 0.04s), chia ®«i tiÕp ta ®−îc 12.5 Hz (øng
víi 0.08s)...
GV: Nguyễn Vũ Thanh 5
Tự động hoá thiết bị điện
VÝ dô: m¹ch ®Õm nhÞ ph©n 4 bÝt, sö dông
bé chèt JK. Víi gi¶n ®å xung nh− sau
ThiÕt kÕ m¹ch t¹o trÔ (dïng IC 4017)
GV: Nguyễn Vũ Thanh 6
Tự động hoá thiết bị điện
T¹o thêi gian trÔ
– B»ng c¸ch thay ®æi ®é réng xung nhÞp ta sÏ cã c¸c thêi
gian trÔ kh¸c nhau.
– Lùa chän c¸c ®Çu ra Q phï hîp, ta còng cã c¸c thêi
gian trÔ kh¸c nhau.
M¹ch t¹o trÔ hoμn chØnh
IC4017
14
CLK
13 S
ENA Qx
15 R
RST
Rtg
GV: Nguyễn Vũ Thanh 7
Tự động hoá thiết bị điện
ChuyÓn s¬ ®å ®iÒu khiÓn cã tiÕp
®iÓm sang kh«ng tiÕp ®iÓm
Nguyªn t¾c:
– X©y dùng c¸c ph−¬ng tr×nh hµm l«gic cho c¸c cuén hót
®Çu ra.
– Tõ ph−¬ng tr×nh hµm tiÕn hµnh ¸p dông c¸c hµm l«gic
c¬ b¶n ®Ó x©y dùng m¹ch ®iÒu khiÓn kh«ng tiÕp ®iÓm.
– TiÕn hµnh tèi gi¶n hµm l«gic nÕu cÇn.
ChuyÓn ®æi c¸c tiÕp ®iÓm thêi gian sau
sang dïng phÇn tö l«gic
VÝ dô 1: R
A R
B R
C
R
1
R Rtg
1
L§
R Rtg R
1 2
– §Ó chuyÓn ®æi tiÕn hµnh x©y dùng ph−¬ng tr×nh hµm
cho R1, Rtg, R2
R1 = RA.RB.RC
Rtg = R1 + L§
R2 = Rtg.R1
GV: Nguyễn Vũ Thanh 8
Tự động hoá thiết bị điện
Dùa vμo ph−¬ng tr×nh hμm ta cã s¬ ®å
m¹ch ®iÒu khiÓn sau:
R
1 R
R 2
C
Rtg
R
B
R
A
L§
VÝ dô 2: ChuyÓn ®æi s¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn
sau:
M
D K
K = (M+K)*D
K
Rtg Rtg = K
K
K1 = Rtg*K
Rtg K1
K K2 = Rtg*K
Rtg K2
GV: Nguyễn Vũ Thanh 9
Tự động hoá thiết bị điện
Tõ ph−¬ng tr×nh hμm ta x©y dùng ®−îc s¬
®å ®iÒu khiÓn sau:
M
K Rtg K1
D
K2
ThiÕt kÕ m¹ch b»ng b¶ng ch©n lÝ
vμ tèi −u nhê b¶ng c¸cn«
§©y lμ ph−¬ng ph¸p dùa vμo sù m« t¶ c«ng nghÖ
nhê b¶ng ch©n li, sau ®ã thiÕt kÕ m¹ch nhê tèi −u
b»ng b¶ng C¸cN«
XÐt vÝ dô: ThiÕt kÕ m¹ch xö lÝ chÊt th¶i bÖnh viÖn
b»ng ph−¬ng ph¸p ®èt.
CÊp liÖu
nhiªn liÖu
GV: Nguyễn Vũ Thanh 10
Tự động hoá thiết bị điện
Trong hÖ thèng nμy ta cÇn thiÕt kÕ m¹ch
®iÒu khiÓn sao cho cã thÓ gi¸m s¸t sù tån
t¹i cña ngän löa vμ chØ cho phÐp chÊt th¶i
vμo buång ®èt khi löa ®ang ch¸y.
CÊp liÖu
nhiªn liÖu
Sau khi bè trÝ ba
c¶m biÕn nhiÖt,
ta cã ®−îc ba
biÕn ®Çu vμo vμ
t¹o ra 8 kh¶
n¨ng tÝn hiÖu.
Trong ®ã kh¶
n¨ng cuèi cïng
sÏ ®ñ ®iÒu kiÖn
®Ó më van cÊp
liÖu.
GV: Nguyễn Vũ Thanh 11
Tự động hoá thiết bị điện
Dùa vμo b¶ng ch©n lÝ, ta nhËn thÊy cã thÓ
sö dông hμm AND ®Ó thiÕt kÕ.
CÊp liÖu
nhiªn liÖu
Víi hÖ thèng võa
thiÕt kÕ ta cã thÓ
sö dông hai trong
sè ba tÝn hiÖu ®Ó
®iÒu khiÓn van
cÊp liÖu, mμ vÉn
®¶m b¶o ®−îc
yªu cÇu.
Ta cã b¶ng ch©n
lÝ sau.
GV: Nguyễn Vũ Thanh 12
Tự động hoá thiết bị điện
Tõ b¶ng ch©n lÝ ta cã ph−¬ng tr×nh hμm nh− sau, viÕt
d−íi d¹ng minterm.
Output = ABC + ABC + ABC + ABC
Tõ ph−¬ng tr×nh ta x©y dùng ®−îc m¹ch l«gic sau:
Tuy nhiªn ta cã thÓ tiÕn hμnh tèi −u nhê
b¶ng C¸cn«.
BC (00) BC (01) BC (11) BC (10)
A(0) 1
A(1) 1 1 1
GV: Nguyễn Vũ Thanh 13
Tự động hoá thiết bị điện
sö dông s¬ ®å thuËt to¸n ®Ó thiÕt
kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn l«gic
Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ cÊu tróc
SFC (grafcet)
– Ho¹t ®éng theo mét tuÇn tù hoÆc nhiÒu
tuÇn tù.
– Trong mçi tuÇn tù cã nhiÒu b−íc, mçi mét
b−íc thÓ hiÖn mét tr¹ng th¸i cña hÖ.
– Gi÷a c¸c b−íc lµ c¸c ®iÒu kiÖn.
c¸c phÇn tö c¬ b¶n
B−íc:
ThÓ hiÖn nh÷ng ho¹t ®éng cña hÖ t¹i tr¹ng
th¸i ®ã
B−íc ®−îc ®¸nh theo sè thø tù
1 0 B−íc ban ®Çu
Hμnh ®éng:
ThÓ hiÖn hµnh ®éng g¾n liÒn víi tõng b−íc
Hµnh ®éng ®−îc kÝ hiÖu b»ng ch÷ c¸i A kÌm
víi chØ sè (th−êng trïng víi chØ sè b−íc)
1 A1
GV: Nguyễn Vũ Thanh 14
Tự động hoá thiết bị điện
C¸c ®iÒu kiÖn:
Lµ mét tæ hîp c¸c yªu cÇu l«gÝc, khi tho¶ m·n
®Çy ®ñ c¸c yªu cÇu nµy, hÖ thèng cã thÓ
chuyÓn ®æi tõ b−íc nµy sang b−íc kh¸c
C¸c ®iÒu kiÖn ®−îc kÝ hiÖu b»ng ch÷ c¸i T
kÌm víi chØ sè.
§−îc thÓ hiÖn b»ng nÐt g¹ch ngang trªn s¬
®å
T1
1 A1
T2
§iÒu kiÖn lu«n ®óng
=1
C¸c liªn hÖ cã h−íng:
§−îc thÓ hiÖn b»ng ®−êng mòi tªn trªn s¬ ®å,
cho biÕt mèi liªn hÖ qua l¹i gi÷a tr¹ng th¸i vµ
®iÒu kiÖn, ngoµi ra chóng còng cho biÕt ®−îc
chiÒu h−íng vËn ®éng cña hÖ thèng m¹ng
T3
T1 T1
1 1
T2 T2
2
2
T3
T3
S1
GV: Nguyễn Vũ Thanh 15
Tự động hoá thiết bị điện
Chó ý:
NÕu kh«ng chØ ra c¸c liªn hÖ cã h−íng th× hÖ
thèng vËn hµnh tõ trªn xuèng d−íi
Víi mét hÖ thèng t¹i mét thêi ®iÓm nµo ®ã sÏ
cã mét hoÆc nhiÒu b−íc tÝch cùc vµ c¸c b−íc
kh¸c lµ kh«ng tÝnh cùc.
§Ó thÓ hiÖn sù tÝch cùc cña b−íc ng−êi ta
dïng dÊu chÊm ®Æt bªn trong b−íc ®ã.
T1
1
T2
2
T3
C¸c quy t¾c vËn ®éng cña SFC
ChuyÓn b−íc
HÖ thèng chuyÓn tõ b−íc nµy sang b−íc kh¸c
ph¶i tho¶ m·n ®ång thêi 2 yÕu tè
– B−íc tr−íc ®ã ®ang tÝch cùc
– §iÒu kiÖn ph¶i tÝch cùc
Khi x¶y ra chuyÓn b−íc th× b−íc míi ®−îc x¸c
lËp vµ b−íc cò bÞ xo¸ bá.
GV: Nguyễn Vũ Thanh 16
Tự động hoá thiết bị điện
Kh¶o s¸t vÝ dô sau:
a b c
1
S1
1 1 1 0
T1 T1 T1 1
T1
2 2 2 0
T2 T2 T2 1
S2
0
1
T2
0
B−íc 1 tÝch cùc (hµnh ®éng ®−îc thùc thi).
Khi x¶y ra ®iÒu kiÖn T1 (ON). B−íc 2 chuyÓn
sang tÝch cùc. B−íc 2 cßn tÝch cùc cho ®Õn
khi x¶y ra ®iÒu kiÖn T2. §iÒu kiÖn cã thÓ d−íi
d¹ng xung.
§iÒu kiÖn: 1
T1
0
§iÒu kiÖn d¹ng xung
1
Tr−íc khi b−íc b−íc 2 Sau khi b−íc 2 S2
0
2 tÝch cùc tÝch cùc tÝch cùc 1
T2
0
T1 T1 T1
2 2 2 1
A
0
T2 T2 T2 1
B
0
§iÒu kiÖn d¹ng s−ên xung
1
T1
0
T1 ↑A and B T1 ↑A and B T1 ↑A and B S2
1
0
2 2 2 1
↑ ↑ ↑ C
T2 C and D T2 C and D T2 C and D 0
1
D
0
1
T2
0
GV: Nguyễn Vũ Thanh 17
Tự động hoá thiết bị điện
§iÒu kiÖn thêi gian
1
T1
0
T1
1
2 S2
0
T2 ΔT/S2/100s
1
T2 100 gi©y
0
§iÒu kiÖn thêi gian kÕt hîp
1
T1
0
T1
1
2 S2
0
T2 ΔT/S2/100s and Ên nót
1
100 gi©y
0
1
Ên nót 0
1
T2
0
C¸c kiÓu t¸c ®éng ®i kÌm c¸c b−íc:
T¸c ®éng l«gÝc:
KiÓu t¸c ®éng nµy g¾n víi c¸c biÕn l«gÝc, gi¸
trÞ cña biÕn tån t¹i hoÆc thay ®æi ngay khi
b−íc trë nªn tÝch cùc. T1
1
0
1
S2
0
1
§éng c¬ 1
0
T1 (T¸c ®éng l«gÝc)
1
2 §éng c¬ 1 §éng c¬ 2
/§éng c¬ 2 0
T2
Van ®iÖn tõ 3 (S) 1
Van ®iÖn tõ 3
Van ®iÖn tõ 4 (R) 0
1
Van ®iÖn tõ 4
0
1
T2
0
GV: Nguyễn Vũ Thanh 18
Tự động hoá thiết bị điện
Kh¶o s¸t vÝ dô:
Start
§Ìn 1
§Ìn 1
Reset
§Ìn 2
§Ìn 2
1 gi©y 1 gi©y
§Ìn Enable
GV: Nguyễn Vũ Thanh 19
Tự động hoá thiết bị điện
CÊu tróc hÖ SFC (Grafcet) rÏ nh¸nh
– CÊu tróc ph©n kú OR vμ héi tô OR:
Ph©n k× OR
§iÒu kiÖn nµo ®Õn tr−íc (1
hoÆc 2) th× tuÇn tù ®ã ®−îc
thùc hiÖn
Héi tô OR
Thùc hiÖn héi tô tuÇn tù ®ang
®−îc thùc hiÖn
– CÊu tróc ph©n kú AND hoÆc héi tô AND:
Ph©n k× and
§iÒu kiÖn T1 ®Õn th× c¶ hai
b−íc S40 vµ S50 cïng tÝch
cùc
Héi tô and
§iÒu kiÖn T2 ®Õn th× hÖ héi tô
tõ S41 vµ S51 vÒ S10
GV: Nguyễn Vũ Thanh 20
