Điều khiển lập trình PLC - Mạng PLC - Chương 2: Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Một động cơ bước được dùng để tác động khớp tay máy trong ứng dụng nhấc và đặt các
khối lượng nhẹ. Góc bước của động cơ là 10o. Với mỗi xung được phát từ chuỗi xung của
bộ điều khiển thì động cơ quay được một khoảng cách tương ứng là một góc bước.
a) Độ phân giải của động cơ bước là bao nhiêu?
b) Cần bao nhiêu xung để động cơ xoay đủ 3 vòng tua? Nếu quay động cơ với tốc độ
25vòng/phút thì bộ điều khiển robot phát ra bao nhiêu xung?
20 trang |
Chia sẻ: aloso | Lượt xem: 5694 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Điều khiển lập trình PLC - Mạng PLC - Chương 2: Cảm biến và cơ cấu chấp hành, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
PHẦN I
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH (PLC)
CHƯƠNG 2
CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH
Chủ đề:
Lắp ráp cảm biến
Các loại cảm biến logic và liên tục
Một số cơ cấu chấp hành
Mục đích:
Nắm rõ hoạt động của các cảm biến, cơ cấu chấp hành và cách
sử dụng chúng.
Nối kết thiết bị ngoại vi với PLC.
21
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
2.1. CẢM BIẾN
2.1.1. Giới thiệu
Các cảm biến giúp cho PLC phát hiện các trạng thái và đo lường các giá trị của
một quá trình. Cảm biến Logic chỉ xác định trạng thái đúng hay sai của một hiện tượng vật
lý, còn cảm biến liên tục biến đổi hiện tượng vật lý thành các tín hiệu đo lường được là
dưới dạng điện áp hay dòng điện.
Các loại cảm biến logic cơ bản thường gặp:
Cảm ứng điện từ;
Cảm ứng điện dung;
Cảm ứng quang; Cảm biến siêu âm;
Tiếp xúc cơ.
Các loại cảm biến tương tự cơ bản thường gặp:
Góc quay hay vị trí;
Gia tốc;
Nhiệt độ;
Áp suất hay lưu lượng;
Ứng suất, biến dạng, lực;
Aùnh sáng;
Hầu hết các cảm biến liên tục dựa trên cơ sở thuộc tính nhạy cảm về điện của các
vật liệu và thiết bị. Kết quả là tín hiệu thường đòi hỏi xử lý tín hiệu bằng cách khuếch đại
dòng hay áp để đạt được ngưỡng dòng và áp thích hợp.
Đôi khi, các cảm biến liên tục cũng được gọi là các bộ chuyển đổi (Transducer). Bởi vì
chúng chuyển đổi hiện tượng vào thành hiện tượng ra dưới dạng khác , chẳng hạn như :”
áp suất – điện áp”.
2.1.2. Cảm biến Logic
Khi cảm biến phát hiện sự thay đổi trạng thái vật lý của đối tượng thì sẽ truyền tín
hiệu đến PLC dưới dạng điện áp hay dòng điện. đầu ra từ cảm biến (đầu vào của PLC)
thường là transistor mắc theo kiểu NPN (gọi là sinking) hình 2.1 hoặc PNP (gọi là
sourcing), Hình 2.2.
Hình 2.1 – Kiểu NPN (Sinking)
22
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Hình 2.2 – Kiểu PNP (Sourcing)
Giao tiếp đầu vào của PLC đối với Sinking sensor được thể hiện như hình 2.3 và đối với
Sourcing sensor như hình 2.4.
Hình 2.3 – Ngõ vào PLC cho Sinking sensor
Hình 2.4 – Đầu vào PLC cho Sourcing sensor
23
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Nối dây là mối quan tâm chính trong các ứng dụng điều khiển PLC, vì vậy để giảm
thiểu số dây nối, cảm biến hai dây trở nên thịnh hành. Cảm biến hai dây dược mô tả ở
hình 2.5.
2.1.2.1. Công tắc từ
Công tắc từ là rất giống với rờ le, chỉ khác ở chỗ là nam châm vĩnh cửu thay bằng
cuộn dây. Khi nam châm ra xa thì công tắc hở, nhưng khi nam châm được mang đến gần
hơn thì công tắc đóng lại, mô tả trên hình 2.6.
Ngõ vào PLC cho Sinking sensorNgõ vào PLC cho Sourcing sensor
Hình 2.5 – Lắp cảm biến 2 dây
Công tắc này thường được sử dụng cho cửa và màn hình an toàn.
Nam châm
Hình 2.6 – Công tắc từ
Ví dụ công tắc từ dùng trong giới hạn hành trình của xy lanh khí nén. Hình 2.7.
b) Đã cảm ứnga) Chưa cảm ứng
1. Nam châm vĩnh cửu
11
Hình 2.7 Cảm ứng từ pittông khí nén
24
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
2.1.2.2. Cảm biến quang
Cảm biến quang gồm bộ phát và bộ thu ánh sáng. Bộ phát sẽ tạo ra tia sáng nằm
trong phổ thấy được hoặc không thấy bằng đèn LED hoặc đi ốt laser. Bộ thu được làm
bằng các đi ốt quang hay transistor quang. Bộ thu và bô nhận có thể bố trí thành một khối
hoặc tách rời tùy theo yêu cầu sử dụng. Cảm biến quang cơ bản được mô tả ở hình 2.8.
Hình 2.8 – Nguyên tắc cơ bản của cảm biến quang
2.1.2.3. Cảm nhận xuyên tia
Cảm nhận xuyên tia là bộ thu và bộ phát nằm đối diện nhau.
Nguyên tắc xuyên tia Ví dụ: phát hiện gãy mũi dao cắt
2.1.2.4. Loại phản xạ ánh sáng
Bộ phát và thu ánh sáng được đặt trong một chỗ và có một gương phản xạ bố trí
phía đối diện.
Ví dụ: đếm sản phẩm Nguyên tắc phản xạ
25
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
2.1.2.5. Loại khuếch tán ánh sáng
Loại này hạn chế khả năng phát hiện vật thể do ánh sáng bị phân tán khi gặp đối
tượng.
Nguyên tắc phân tán
Phát hiện trạng thái sản phẩm
2.1.2.6. Cảm biến từ
Cảm biến từ là biến đổi từ trường sang điện áp. Nguyên tắc được mô tả hình 2.9.
Tham khảo ở Bài giảng Điều khiển khí nén & thủy lực.
Hình 2.9 – Sơ đồ nguyên lý
2.1.2.7. Cảm biến điện dung
26
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Cảm biến điện dung phát hiện hầu hết các loại vật liệu ở khoảng cách vài cm.Cảm
biến điện dung biến đổi điện dung sang điện áp. Nguyên tắc được mô tả hình 2.10.
Hình 2.10 - Sơ đồ nguyên lý
Tham khảo ở Bài giảng Điều khiển khí nén & thủy lực.
2.1.2.8. Cảm biến siêu âm
Nguyên tắc là dựa trên quá trình phát và phản hồi của sóng âm
thanh giữa đối tượng và bộ phận nhận. Tần số sóng âm thanh thường
trên ngưỡng nghe được là 16KHz.
Ví dụ: hình bên là sắp xếp kích thước theo độ cao khác nhau.
2.1.3. Cảm biến tương tự
Cảm biến tương tự biến đổi trạng thái vật lý của đối tượng thành tín hiệu điện áp
hay dòng điện. Phần này chỉ đề cập đến một số cảm biến thường dùng phổ biến trong công
nghiệp.
2.1.3.1. Chuyển vị góc – chiết áp
Các chiết áp đo lường vị trí quay của trục sử dụng giống như một biến trở và được
mô tả hình 2.11.
Hình 2.11-Chiết áp
27
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Chiết áp mô tả ở hình 2.12 là một bộ chia điện áp, khi càng gạt xoay thì điện áp ra
của nó tỉ lệ với góc xoay tương ứng.
Chiết áp là phổ biến vì giá thành rẽ, không cần các điều khiển xử lý tín hiệu đặc
biệt. Nhưng chúng bị giới hạn về độ chính xác, thường khoảng 1% và hao mòn cơ học.
Hình 2.12 - Bộ chia điện áp
2.1.3.2. Thiết bị mã hóa (Encoder)
Bộ giải mã tuyệt đối ( Absolute Encoder ) :
Là loại thiết bị mã hóa mà các tín hiệu mã đầu ra song song để chỉ thị góc quay
tuyệt đối của trục. Loại này không cần bộ đếm để điếm xung mà vẫn có thể biết góc quay
của trục thiết bị mã hóa.
Cũng giống như nhiều loại Encoder khác, bộ giải mã tuyệt đối gồm một đĩa tròn,
trên đó có những khoảng trong suốt và đục. Aùnh sáng có thể xuyên qua những phần trong
suốt đến bộ cảm biến quang ( Photo transistor ), khi đĩa quay thì bộ cảm biế bật lên 1 và
phần ánh sáng bị chặn bởi những phần đục làm cảm biến quang xuống 0. Như vậy cảm
biến quang sẽ tạo thành những xung tuần tự:
Khi thiết bị mã hóa này được sử dụng với cùng một thiết bị khác, thì vị trí 0 của trục
xem như góc tọa độ. Khi trục của thiết bị mã hóa quay về tọa độ góc này thì góc quay có
thể được hiển thị trên bộ chỉ thị của máy. Tín hiệu đầu ra của thiết bị mã hóa không bị ảnh
hưởng bởi nhiễu của thiết bị đóng, ngắt và không yêu cầu điều chỉnh góc quay chính xác.
Hơn nữa, thậm chí nếu tín hiệu mã hóa đầu ra không thể đọc vì trục quay quá nhanh, thì
góc quay chính xác được ghi khi tốc độ quay giảm xuống, hoặc ngay khi nguồn cho thiết bị
mã hóa bị ngắt. Thêm nữa, mã hóa sẽ không hoạt động do sự rung động của các thiết bịsử
dụng nó.
Loại thiết bị mã hóa tuyệt đối, có độ phân giải cao hơn và cho ra các giá trị thay
đổi trong phạm vi rộng hơn so với thiết bị mã hóa tăng dần ( Incremental Encoder ).
Thiết bị mã hóa tăng dần ( Incremental Encoder ) :
Là loại thiết bị mã hóa có dãy xung ra phù hợp với góc của trục quay. Thiết bị mã
hóa này không có xung ra khi trục không làm việc. Do đó cần có một bộ đếám để xung ra.
28
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Thiết bị mã hóa cho biết vị trí của trục quay bằng số xung được đếm. Dạng thiết bị
mã hóa này chỉ có 1 hay 2 kênh ngõ ra :
+Loại 1 chiều ( chỉ có đầu kênh A ) là loại chỉ sinh ra xung khi trục quay.
+Loại 2 chiều ( có đầu ra kênh A và B ) cũng có thể cho biết chiều của trục quay,
nghĩa là thuận chiều kim đồng hồ. Ngoài ra còn có đầu dây trung tính ( xung Z ) cho mỗi
vòng quay, có nghĩa là nếu quay được 1 vòng thì xung Z lên 1.
-Khi đĩa quay theo chiều kim đồng hồ thì xung track 1 (B) trễ pha hơn xung track 2
(A).
-Ngược lại, khi đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ thì xung track 1 (B) nhanh pha
hơn xung track 2 (A).
*Quay thuận chiều kim đồng hồ :
Quay ngược chiều kim đồng hồQuay thuận chiều kim đồng hồ
Đầu A vượt quá B ( độ lệch pha ) = 90 +- 45 (T/4 +- T/8)
*Quay ngược chiều kim đồng hồ :
Đầu ra A chậm so với B.
Đối với thiết bị mã hóa 2 chiều thì người ta sử dụng 2 đầu ra song song để xác định
trục quay theo chiều kim đồng hồ(CCW) dựa trên độ lệch pha của đầu ra A và B. Mặc dù
độ lệch pha lý tưởng90 +- 0 song sai số cho phép đến +-45. Ngoài ra còn có xung chuẩn ở
đầu ra cho mỗi vòng quay của trục thiết bị,
chức năng chỉ thị 0 này cùng với thiết bị mã
hóa dạng số được dùng để đặt tại điểm 0 của
một bộ đếm nối bên ngoài hoặc trạng thái
nghỉ của bộ nhận biết vị trí.
Cảm biến
Encoder dạng Absolute:
Encoder dạng Absolute có ngõ ra là
tín hiệu được mã hoá nhị phân. Bên trong
Encoder bao gồm một dĩa tròn bên trên có
khắc các vạch trong suốt và các vạch tối xen
kẽ theo đường tròn đồng tâm. Tuỳ theo độ
phân giải của Encoder mà số đường tròn
đồng tâm đó nhiều hay ít.
Cấu tạo dĩa quang trong Absolute Encoder
29
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Xét trên một đường vạch tròn, một diode phát quang sẽ phát chùm tia đi xuyên qua
các vạch trong suốt và bị chặn lại ở những vạch tối. Bên kia mặt đĩa, song song với diode
phát là một diode thu có nhiệm vụ như một cảm biến, ghi nhận các tín hiệu do diode phát
đưa tới. Có bao nhiêu đường vạch tròn thì có bấy nhiêu diode thu tín hiệu.
Các tín hiệu đọc được từ diode thu sẽ được đưa ra ngoài dưới dạng tín hiệu điện. Các tín
hiệu điện này sẽ có dạng mã nhị phân phản ảnh vị trí của trục quay Encoder. Thông
thường để dễ dàng trong chế tạo người ta mã hoá các vạch trong suốt và vạch tối theo mã
Gray vì vậy để ứng dụng được trong các hệ thống sử dụng mã Binary thì ta phải có chương
trình chuyển đổi từ mã Gray sang mã Binary. Một ưu điểm nưa của mã Gray là ở mỗi vị trí
kế nhau thì chỉ có một bit được thay đổi, do đó sai số ở ngõ ra chỉ có thể tối đa là một đơn
vị. Còn ở mã Binary thì có thể gây sai số lớn vì khi thay đổi vị trí thì có thể chỉ có một bit
có trọng số cao được thay đổi còn các bit trên hàng khác chưa kịp thay đổi.
Encoder loại Incremental:
Encoder loại Incremental có ít kênh ngõ ra hơn loại Absolute, vì thế cấu tạo của nó
đơn giản hơn.
Trên bề mặt dĩa tròn bên trong
Encoder có hai đường tròn đồng tâm.
Mỗi đường có các vạch trong suốt và các
vạch tối xen kẽ nhau. Cũng như loại
Absolute Encoder, diode phát quang sẽ
phát tín hiệu đi xuyên qua vạch trong
suốt đến diode thu. Hai diode thu này sẽ
chuyển đổi thành tín hiệu điện và đưa ra
ngoài.
Vị trí các vạch trong suốt của hai
đường lệch nhau một góc và dựa
vào góc lệch pha giữa hai tín hiệu ra là
sớm pha hay trễ pha mà ta xác định chiều quay là thuận hay nghịch.
090
A
B
Cảm biến quang
Cấu tạo dĩa quang trong Incremental Encoder
Dạng xung ngõ ra :
A
B
Quay theo chiều thuận
A
Quay theo chiều nghịch
B
30
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
2.1.3.4. Chuyển vị dài
Chiết áp xoay đã được thảo luận ở trên, nhưng chiết áp cũng có thể dùng trong
dạng dài hay trượt. Những loại này có khả năng đo lường chuyển vị dài theo khoảng cách.
Hình 2.13 mô tả điện áp ra khi sử dụng chiết áp như bộ chia điện áp.
Chiết áp trượt có những ưu và khuyết điểm như chiết áp xoay.
Hình 2.13 – Chiết áp chuyển vị dài
2.1.3.5. Bộ đo vận tốc góc (Tachometer)
Bộ đo tốc độ góc quay đo lường vận tốc góc của trục quay. Kỹ thuật phổ biến là
gắn nam châm trên trục quay. Khi nam châm di chuyển qua lõi cảm biến cố định, dòng
điện được sinh ra. Mỗi vòng xoay của trục tạo ra một xung điện áp, hình 2.14.
Hình 2.14 – Đo vận tốc góc
2.1.3.6. Cảm biến lực và momen
2.1.3.6.1. Miếng đo biến dạng (Strain gage)
Strain gages đo lường biến dạng ở các vật liệu sử dụng thay đổi điện trở của dây
dẫn. Dây điện trở được dán trên bề mặt của vật thể bị biến dạng. Hình 2.15 mô tả các
thuộc tính cơ bản của một dây dẫn không bị biến dạng. Như ta đã biết, điện trở của dây
dẫn là một hàm của điện trở suất, chiều dài và tiết diện ngang của dây dẫn.
Sau khi dây dẫn đã bị biến dạng, nó sẽ tạo ra kích thước và điện trở mới như mô tả
hình 2.16. Nếu lực được tác dụng thì dây dẫn bị giãn dài hơn ( tương ứng là mô đun đàn
31
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
hồi), nhưng tiết diện ngang của nó nhỏ lại ( tương ứng hệ số Poison). Ta có biến thiên điện
trở được tính như dưới đây.
Hình 2.15 - Các thuộc tính của dây dẫn điện
Hình 2.16 - Tính chất cơ – điện
của dây dẫn bị biến dạng
module
32
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
2.1.3.7. Cảm biến áp suất và chất lỏng
Cảm biến áp suất để đo áp suất của dòng lưu chất, cảm biến lưu lượng đo tốc độ
của dòng chảy qua một tiết diện nào đó. Tín hiệu ra của cảm biến thường là điện áp với
giá trị rất bé. Do đó người ta phải khuếch đại tín hiệu rồi mới đưa vào bộ điều khiển.
Hình 2.17 – Chuyển đổi áp suất
Hình 2.18 – Van venturi
2.1.3.8. Cảm biến ánh sáng
Cảm biến ánh sáng thật chất là quang trở (LDR –Light
Dependant Resistor hay Photoresistor) có điện trở thay đổi
theo cường độ ánh sáng chiếu vào, điện trở cao khi sáng chói
sang điện trở thấp khi tối. Hình 2.19 mô tả mạch phát hiện
cường độ ánh sáng.
2.1.3.9. Cảm biến nhiệt
Đo lường nhiệt độ là rất phổ biến trong hệ thống điều
khiển. Tầm nhiệt độ thường được mô tả với các phân loại sau:
2.1.3.9.1. Bộ dò nhiệt trở (RTD – Resistance Temperature
Device) Hình 2.19 - Mạch phát hiện
cường độ sáng Khi dây kim loại bị đốt nóng thì điện trở tăng. Nên
nhiệt độ có thể được đo lường bằng cách sử dụng điện trở của
dây dẫn.
33
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
2.1.3.9.2. Cặp nhiệt ngẫu
Dựa trên nguyên tắc, mỗi kim loại đều có một mức điện thế tự nhiên, và khi hai
kim loại khác nhau chạm với nhau thì có một sự khác nhau rất nhỏ về điện thế đó là điện
áp.
2.2. CƠ CẤU CHẤP HÀNH
Cơ cấu chấp hành để truyền động các cơ cấu cơ khí. Hầu hết cơ cấu này chuyển đổi
điện năng thành cơ năng.
2.2.1. Solenoid và Rờ le
Solenoid là các thành phần chấp hành phổ biến nhất. Nguyên tắc hoạt động cơ bản là lõi
sắt từ di chuyển bên trong cuộn dây được mô tả hình 2.21.
Hình 2.21- Hoạt động của Solenoid
2.2.2. Động cơ điện
Động cơ điện là thiết bị biến đổi điện năng thành cơ năng. Bao gồm các loại thường sử
dụng sau:
2.2.2.1. Động cơ DC
Động cơ DC được dùng rất phổ biến trong kỹ thuật điều khiển. Nguyên tắc hoạt động của
động cơ mô tả ở hình 2.22.
34
Hình 2.22-Hoạt động của động cơ DC
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Thay đổi tốc độ quay của động cơ thường sử dụng phương pháp điều rộng xung
(PWM) bởi vì nó tạo ra điện áp thay đổi hiệu quả. Tần số sóng vuông điều chế thường trên
20KHz, trên tầm nghe của con người. Phương pháp được mô tả trên hình 2.23.
Hình 2.23-Biểu đồ điều rộng xung
Ví dụ: dùng điều chế độ rộng xung để điều khiển động cơ DC, hình 2.24.
Hình 2.24 – Điều khiển tốc động cơ
2.2.2.2. Động cơ đồng bộ AC
Động cơ đồng bộ AC có thể là 1 pha và 3 pha. Ta có thể thay đổi tốc độ của chúng bằng
các bộ điều tốc như là bộ biến tần.
2.2.3. Động cơ bước
Động cơ bước được thiết kế cho vị trí. Một bước tương ứng với một góc nào đó
trong một vòng quay, thường người ta căn cứ vào kích cở góc của bước để xác định số
bước. Chẳng hạn: 0.72,1.8, 2, 2.5, 5,15 và 30 độ. Có hai loại động cơ bước cơ bản, đơn cực
(Unipolar) và đôi cực (Bipolar), được mô tả như hình 2.25.
35
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Hình 2.25- Mô tả cấu tạo động cơ bước
Tuần tự điều khiển động cơ bước
Hình 2.26 - Động cơ đơn cực
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
Hình 2.27 - Động cơ hai cực
36
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
BÀI TẬP CHƯƠNG 2
Bài 1.
Vẽ nối kết cần thiết của các thiết bị vào và ra với PLC được mô tả dưới. Đầu ra bao gồm một đèn
24Vdc, một đèn 120Vac. Đầu vào bao gồm 2 nút nhấn NO và một cảm biến quan có cả hai ngõ ra
là NPN, PNP.
Bài 2.
Vẽ đường dây nối kết nguồn cung cấp và cảm biến loại PNP với ngõ vào PLC được cho hình dưới.
Bài 3.
Vẽ đường dây nối kết các thành phần đầu vào dưới đây với PLC.
3 nút nhấn thường hở
1 relay nhiệt
3 cảm biến sinking
1 cảm biến sourcing
37
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Bài 4.
Một PLC có 8 ngõ vào Transistor điện áp 10-28Vdc và 4 ngõ ra là relay. Nó được nối kết với các
thiết bị liệt kê dưới. Vẽ nối dây của chúng.
• Two inductive proximity sensors with sourcing and sinking outputs.
• A NO run button and NC stop button.
• A 120Vac light.
• A 24Vdc solenoid.
Bài 5.
Vẽ một hệ thống thủy lực đơn giản sẽ đẩy và giật lùi xylanh được nối kết với ngõ ra PLC.
Bài 6.
Một động cơ điện có gắn một cảm biế n góc quay trên trục. Động cơ truyền động cho hộp
giảm tốc có tỉ số truyền 50:1. Nếu vị trí dịch chuyển của trục giảm tốc được xác định đến
0.1o thì cảm biến góc quay cần bao nhiêu xung trong một vòng quay.
Bài 7.
Một chiết áp được sử dụng để đo lường vị trí khâu quay robot (bộ chia điện áp). Nguồn
cung cấp cho chiết áp là 5.0 V và góc làm việc của chiết áp (góc xoay) là 300o. Tay cần
gạt chiết áp được gắn trực tiếp vào khớp xoay.
a) Điện áp ra của chiết áp ứng với vị trí của khớp xoay robot ở 42o là bao nhiêu?
b) Nếu khớp xoay và điện áp ra chiết áp là 2.765V thì vị trí của cần xoay chiết áp là thế
nào?
Bài 8.
Một động cơ bước được dùng để dẫn động một trong ba trục của robot hệ tọa độ đềcát.
Đầu trục ra của động cơ được nối với trục vít với bước vít là 0.125”. Mong muốn của hệ
thống đạt được độ phân giải là 0.025”.
a) Để đạt được mong muốn này thì độ phân giải của động cơ bước là bao
nhiêu(xung/vòng)
b) Xác định số xung để điều khiển cho khớp (trục vít và đai ốc) tịnh tiến với vận tốc
3.0”/sec.
38
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Bài 9.
Với động cơ bước được mô tả ở bài 9, chuỗi xung được phát ra từ bộ điều khiển robot.
a) Để động cơ quay đủ 5 vòng tua thì cần bao nhiêu xung điều khiển?
b) Nếu quay động cơ với tốc độ 25vòng/phút thì bộ điều khiển robot phát ra bao
nhiêu xung?
Bài 10.
Một động cơ bước được dùng để tác động khớp tay máy trong ứng dụng nhấc và đặt các
khối lượng nhẹ. Góc bước của động cơ là 10o. Với mỗi xung được phát từ chuỗi xung của
bộ điều khiển thì động cơ quay được một khoảng cách tương ứng là một góc bước.
a) Độ phân giải của động cơ bước là bao nhiêu?
b) Cần bao nhiêu xung để động cơ xoay đủ 3 vòng tua? Nếu quay động cơ với tốc độ
25vòng/phút thì bộ điều khiển robot phát ra bao nhiêu xung?
39
ĐIỀU KHIỂN LẬP TÌNH PLC - MẠNG PLC Chương 2 – Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Tài liệu tham khảo:
[1]. Robert N.Bateson, “Introduction To Control System Technology”
Maxwell Macmillan International Editions.
[2]. Sabrie Soloman, “Sensors and Control System in Manufacturing”
McGraw-Hill,Inc.
[3]. “Learnning System for Automation”, Catalogue FESTO
[4]. “Sensor for handling and processing technology” Textbook of FESTO
[5]. Michael B.Histand and David G.Alciatore,
“Introduction to Mechatronics and Measurement System”
McGraw-Hill,Inc.
[6]. Nguyễn Hồng Thái, “Phần tử tự động trong hệ thống điện”
Nhà Xuất Bản Khoa Học và Kỹ Thuật
[7]. Lê Văn Tiến Dũng, “Điều khiển khí nén & thủy lực”
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Tp.HCM, năm 2003.
[8]. George R.Dean, “Analog and Digital Control Systems”
DeVry Inc.
40
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Chương 2- Cảm biến và cơ cấu chấp hành.pdf