Mạch cầu Wheatstone: Mạch cầu Wheastone dùng để chuyển đổi sự thay đổi của

điện trở thành sự thay đổi của điện áp trên đường chéo của cầu.

Hình 1.1.11: Mạch cầu wheastone Trong sơ đồ trên Rx = Ro + ΔR, ΔU = V+ - V- ta có:

Nếu ΔR << Ro thì biểu thức trên có thể viết lại như sau:

HOMEBACK NEXT

Chương 1: Caùc loại cảm biến

1.1Cảm biến quang :- Caáu taïo:

Hình 1.2.11.a: Caáu taïo caûm bieán quang daïng thu phaùt rieâng

Hình 1.2.11.b: Caáu taïo caûm bieán quang daïng thu phaùt chung

ÖÙng duïng cuûa caûm bieán quang:

Duøng ñeå phaùt hieän söï vaät theå taïi moät vò trí ñònh tröôùc

1.2 Caûm laân caän (proxmity sensor) :1.2.1 Caûm bieán laân caän daïng ñieän caûm Caáu taïo:Caûm bieán laân caän daïng ñieän caûm coù caáu taïo goàm 4 boä phaän chính

- Ñaàu phaùt hieän goàm 1 cuoän daây quaán treân loõi saét töø coù nhieäm vuï taïo ra töø tröôøng bieán thieân trong

khoâng gian phía tröôùc - Maïch dao ñoäng coù nhieäm vuï taïo dao ñoäng ñieän töø taàn soá radio.- Maïch phaùt hieän möùc duøng ñeå so saùnh bieân ñoä tín hieäu cuûa maïch dao ñoäng.- Maïch ngoõ ra duøng ñeå taïo möùc logic cho tín hieäu ngoõ ra cuûa caûm bieán.

Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa caûm bieán laân caän ñieän caûm: Khi coù muïc tieâu caàn phaùt hieän (ñoái töôïng) baèng kim loaïi tôùi gaàn caûm bieán (vaøo vuøng töø tröôøng bieán thieân cuûa caûm bieán), töø tröôøng bieán thieân do maïch dao ñoäng gaây ra taäp trung ôû loõi saét seõ gaây neân moät doøng ñieän xoaùy treân beà maët cuûa ñoái töôïng. Doøng ñieän xoaùy sinh ra treân beà maët ñoái töôïng taïo neân moät taûi laøm giaûm bieân ñoä tín hieäu cuûa maïch dao ñoäng. Khi bieân ñoä cuûa tín hieäu ao ñoäng nhoû hôn moät ngöôõng ñònh tröôùc, maïch phaùt hieän möùc seõ taùc ñoäng maïch ngoõ ra ñeå ñaët traïng thaùi ngoõ ra leân ON.

Khi ñoái töôïng rôøi khoûi vuøng töø tröôøng cuûa caûm bieán, bieân ñoä tín hieäu ôû maïch dao ñoäng taêng leân, khi tín hieäu ôû maïch dao ñoäng coù bieân ñoä lôùn hôn ngöôõng, maïch phaùt hieän möùc seõ taùc ñoäng maïch ngoõ ra taïo traïng thaùi ngoõ ra laø OFF.

1.2.2Caûm bieán laân caän daïng ñieän dung:

Caáu taïo

Ñaàu phaùt hieän trong caûm bieán laân caän ñieän dung laø moät baûn cöïc cuûa tuï

ñieän

Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa caûm bieán laân caän ñieän dung

Khi muïc tieâu caàn phaùt hieän di chuyeån ñeán gaàn ñaàu phaùt hieän cuûa caûm bieán seõ laøm ñieän dung cuûa tuï ñieän (ñöôïc taïo bôûi moät baûn cöïc laø beà maët cuûa ñaàu thu vaø baûn cöïc coøn laïi chính laø ñoái töôïng) C bò thay ñoåi. Khi ñieän dung cuûa tuï ñieän bò thay ñoåi thì maïch dao ñoäng seõ taïo ra tín hieäu dao ñoäng. Khi tín hieäu dao ñoäng coù bieân ñoä lôùn hôn moät ngöôõng ñaët tröôùc maïch phaùt hieän möùc seõ ñieàu khieån maïch ra ôû traïng thaùi ON. Khi ñoái töôïng ôû xa caûm bieán, bieân ñoä tín hieäu ôû maïch dao ñoäng seõ nhoû, maïch phat hieän möùc seõ ñieàu khieån maïch ra ôû traïng thaùi OFF.

ÖÙng duïng cuûa caûm bieán laân caän:- Caûm bieán laân caän ñieän caûm ñöôïc duøng ñeå phaùt hieän söï xuaát hieän cuûa moät vaät theå kim loaïi taïi

moät vò trí xaùc ñònh tröôùc - Caûm bieán laân caän ñieän ung ñöôïc duøng ñeå phaùt hieän söï xuaát hieän cuûa moät vaät theå kim loaïi hoaëc phi kim loaïi taïi moät vò trí xaùc ñònh

tröôùc

1.3 Caûm bieán nhieät ñoä 1.3.1 Caûm bieán nhieät ñieän trôû: Caûm bieán nhieät ñieän trôû laø caûm bieán coù ñieän trôû thay ñoåi theo nhieät ñoä. Caûm bieán nhieät ñieän trôû coù 2 loaïi:- Caûm bieán nhieät ñieän trôû kim loaïi.

- Thermistor.1.3.2 Caûm bieán nhieät ñoä baùn daãn: Caáu taïo: Caûm bieán nhieät ñoä baùn daãn ñöôïc cheá taïo goàm caùc tieáp giaùp P-N, keát hôïp vôùi maïch ño roài tích hôïp

thaønh caùc vi maïch

Hoaït ñoäng vaø phöông trình chuyeån ñoåi cuûa caûm bieán nhieät ñoä baùn daãn: Caûm bieán baùn daãn hoaït ñoäng treân

nguyeân taéc cuûa tieáp giaùp P-N.

1.3.3Caëp nhieät ñieän (Thermocouple):

Caáu taïo: Thermocouple goàm 2 kim loaïi khaùc nhau ñöôïc haøn chung vôùi nhau ôû moät ñaàu goïi laø ñaàu noùng, hai ñaàu coøn laïi khoâng haøn chung goïi laø ñaàu laïnh hay ñaàu chuaån.

Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa Thermocouple: Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa thermocouple döïa treân hieäu öùng Seebeck. Theo hieäu öùng Seebeck, khi coù cheânh leäch nhieät ñoä giöõa ñaàu noùng vaø ñaàu laïnh cuûa caëp nhieät thì ôû ngoõ ra cuûa thermocouple seõ xuaát hieän söùc ñieän ñoäng e phuï thuoäc vaøo cheâng leäch nhieät ñoä vaø phuï thuoäc vaøo baøn chaát cuûa vaät lieäu duøng cheá taïo caûm bieán.1.4 Caûm bieán töø: Caûm bieán töø duøng ñeå ño dòch

chuyeån hoaëc khoaûng caùch nhoû

Caûm bieán ñieän töø coù caáu taïo laø

moät khung daây hôûn nhö hình

Ứng dụng:Caûm bieán ñieän töø thöôøng ñöôïc duøng ñeå ño dòch chuyeån nhoû khoaûng vaøi mm, ño ñoä leach taâm cuûa caùc cô caáu cam, ño

ñoä daøy moûng cuûa kim loaïi.

1.5 Caûm bieán bieán aùp vi sai Caáu taïo: Caûm bieán bieán aùp vi sai goàm coù moät cuoän sô caáp vaø hai cuoän thöù caáp quaán treân moät oáng hình truï, trong oáng coù moät loõi ferite di chueån töï do

Sô ñoà nguyeân lyù cuûa bieán aùp vi sai

ÖÙng duïng :Caûm bieán bieán aùp vi sai ñöôïc duøng ñeå ño dòch chuyeån, ño ñoä daøy cuûa vaät lieäu, ño khoaûng

caùch, ño ñoä phaúng cuûa beà maët … 1.5 Encoder: Caáu taïo :Encoder coù caáu taïo goàm moât ñóa maõ coù khaéc vaïch saùng toái, ñaët giöõa nguoàn saùng vaø transistor quang (phototransistor). Encoder coù 2 loaïi: Encoder töông ñoái vaø encoder tuyeát ñoái.

ÖÙng duïng: Encoder ñöôïc duøng ñeå ño toác ñoä, ño chieàu daøi, ño dòch chuyeån, ño vò trí, ño goùc quay…

1.6 Caûm bieán löïc, troïng löôïng:1.6.1Caûm bieán bieán daïng: Caáu taïo :Caûm bieán bieán daïng goàm moät sôïi daây daãn coù ñieän trôû suaát ρ (thöôøng duøng hôïp kim cuûa Niken) coù chieàu daøi laø l vaø coù tieát dieän s, ñöôïc coá dònh treân moät phieán caùch ñieän

ÖÙng duïng :Strain gage ñöôïc duøng ñeå ño löïc, ño moâ men xoaén cuûa truïc, ño bieán daïng beà maët cuûa chi tieát cô khí, duøng ñeå cheá taïo caûm bieán troïng löôïng (Loadcell), caûm bieán ño öùng suaát …

1.6.2 Caûm bieán troïng löôïng (Loadcell) :Caáu taïo :- Loadcell goàm moät vaät chöùng ñaøn hoài, laø moät khoái nhoâm hoaëc theùp khoâng ræ ñöôïc xöû lyù ñaëc bieät, treân vaät chöùng coù daùn 4 strain

gage Khi ño bieán daïng cuûa moät beà maët duøng strain gage, ngöôøi ta daùn chaët strain gage lêen treân beà maët caàn ño sao cho khi beà maët bò bieán daïng thì

strain gage cuõng bò bieán daïng ÖÙng duïng : Strain gage ñöôïc duøng ñeå ño löïc, ño moâ men xoaén cuûa truïc, ño bieán daïng beà maët cuûa chi tieát cô khí, duøng ñeå cheá taïo caûm bieán troïng löôïng (Loadcell), caûm bieán ño öùng suaát …

1.6.2Caûm bieán troïng löôïng (Loadcell) :Caáu taïo :- Loadcell goàm moät vaät chöùng ñaøn hoài, laø moät khoái nhoâm hoaëc theùp khoâng ræ ñöôïc xöû lyù ñaëc bieät, treân vaät chöùng coù daùn 4 strain gage. Khi vaät chöùng bò bieán daïng döôùi taùc duïng cuûa troïng löôïng taùc ñoäng vaøo loadcell thì coù theå coù 2 hoaëc 4 strain gage bò taùc ñoäng. Tuyø vaøo daïng cuûa vaät chöùng ta coù caùc loaïi

loadcell. ÖÙng duïng :Loadcell ñöôïnc söû duïng trong caùc heä thoáng caân nhö caân oâtoâ, caân ñònh löôïng trong caùc heä thoáng troän phoái lieäu nhö: Beâ toâng, thöùc aên gia suùc, phaân boùn, xi maêng …, Caùc heä thoáng caân ñoùng bao. Ngoaøi ra Loadcell coøn coù theå ñöôïc duøng ñeå ño löïc, ño moâmen …

1.7 Caûm bieán aùp suaát:1.7.1Caûm bieán aùp suaát kieåu ñieän trôû: Caûm bieán aùp suaát kieåu ñieän trôû coù caáu taïo goàm 1 strain gauge ñöôïc daùn coá ñònh treân maøng moûng (phaân caùch phaàn aùp suaát cao vaø phaàn aùp suaát thaáp) bieán daïng

Khi aùp suaát chaát löu taùc ñoäng leân caûm bieán ôû phaàn aùp suaát cao, maøng phaân caùch bò bieán daïng laøm cho Strain gauge bò bieán daïng theo. Khi strain gauge bò bieán daïng, ñieän trôû

cuûa noù seõ thay ñoåi

1.7.2Caûm bieán aùp suaát kieåu aùp ñieän: Caûm bieán aùp suaát kieåu aùp ñieän coù

caáu taïo nhö hình

Trong caáu taïo cuûa caûm bieán, phaàn töû nhaïy caûm chính laø caùc chaát aùp ñieän nhö: caùc tinh theå thaïch anh, Titan, Bari …. Khi aùp suaát cuûa chaát löu taùc ñoäng leân caûm bieán seõ laøm caùc tinh theå aùp ñieän bò bieán daïng (bò neùn) thí treân beà maët cuûa chaát aùp ñieän seõ xuaát hieän ñieän tích Q phuï thuoäc vaøo aùp suaát neùn.

ÖÙng duïng cuûa caûm bieán aùp suaát:Caûm bieán aùp suaát ñöôïc duøng ñeå ño aùp suaát chaát löu nhö: Ño aùp suaát chaát loûng trong ñöôøng oáng, ño aùp suaát khí trong caùc ñöôøng oáng daãn khí, ño aùp suaát hôi trong noài hôi… Ngoaøi ra caûm bieán aùp suaát coøn coù theå ñöôïc duøng ñeå ño cao trình coät chaát loûng thoâng qua aùp suaát thuyû tónh.

CHÖÔNG 2GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ CAÙC BOÄ ÑIEÀU KHIEÅN THOÂNG DUÏNG

2.1Giôùi thieäu chung veà boä ñieàu khieån PLC:

2.1.1Giôùi thieäu PLC: PLC vieát taét cuûa Programmable

Logic Controller , laø thieát bò ñieàu khieån laäp trình ñöôïc (khaû trình) cho pheùp thöïc hieän linh hoaït caùc thuaät toaùn ñieàu khieån logic thoâng qua moät ngoân ngöõ laäp trình.

Ñeå khaéc phuïc nhöõng nhöôïc ñieåm cuûa boä ñieàu khieån duøng daây noái ( boä ñieàu khieån baèng Relay) ngöôøi ta ñaõ cheá taïo ra boä PLC nhaèm thoûa maõn caùc yeâu caàu sau : + Laäp trình deå daøng , ngoân ngöõ laäp trình deå hoïc . + Goïn nheï, deå daøng baûo quaûn , söûa chöõa. + Dung löôïng boä nhôù lôùn ñeå coù theå chöùa ñöôïc nhöõng chöông trình phöùc taïp . + Hoaøn toaøn tin caäy trog moâi tröôøng coâng nghieäp . + Giao tieáp ñöôïc vôùi caùc thieát bò thoâng minh khaùc nhö : maùy tính , noái maïng , caùc moâi Modul môû roäng. + Giaù caû caù theå caïnh tranh ñöôïc.

Trong PLC, phaàn cöùng CPU vaø chöông trình laø ñôn vò cô baûn cho quaù trình ñieàu khieån hoaëc xöû lyù heä thoáng Neáu muoán thay ñoåi hay môû roäng chöùc naêng cuûa qui trình coâng ngheä , ta chæ caàn thay ñoåi chöông trình beân trong boä nhôù cuûa PLC .

2.1.2Caáu truùc, nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa PLCTaát caû caùc PLC ñeàu coù thaønh phaàn chính laø : Moät boä nhôù chöông trình RAM beân trong ( coù theå môû roäng theâm moät soá boä nhôù ngoaøi EPROM ). Moät boä vi xöû lyù coù coång giao tieáp duøng cho vieäc gheùp noái vôùi PLC. Caùc Modul vaøo /ra.

Beân caïnh ñoù, moät boä PLC hoaøn chænh coøn ñi keøm theâm moâït ñôn vò

laäp trình baèng tay hay baèng maùy tính. Ñoái vôùi caùc PLC lôùn thöôøng laäp trình treân maùy tính nhaèm hoå trôï cho vieäc vieát, ñoïc vaø kieåm tra chöông

trình Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa PLC

+ Ñôn vò xöû lyù trung taâm : CPU ñieàu khieån caùc hoaït ñoäng beân trong PLC. Boä xöû lyù seõ ñoïc vaø kieåm tra chöông trình ñöôïc chöùa trong boä nhôù, sau ñoù seõ thöïc hieän thöù töï töøng leänh trong chöông trình

+ Heä thoáng bus : tuyeán duøng ñeå truyeàn tín hieäu, heä thoáng goàm nhieàu ñöôøng tín hieäu song song : Address Bus : Bus ñòa chæ duøng ñeå truyeàn ñòa chæ ñeán caùcModulkhaùcnhau. DataBus: Bus duøng ñeå truyeàn döõ lieäu. Control Bus : Bus ñieàu khieån duøng ñeå truyeàn caùc tín hieäu ñònh thì vaø ñieåu khieån ñoàng boä caùc hoaït ñoäng trong PLC . Trong PLC caùc soá lieäu ñöôïc trao ñoåi giöõa boä vi xöû lyù vaø caùc modul vaøo ra thoâng qua Data Bus. Address Bus vaø Data Bus goàm 8 ñöôøng, ôû cuøng thôøi ñieåm cho pheùp truyeàn 8 bit cuûa 1 byte moät caùch ñoàng thôøi hay song song.

Neáu moâït modul ñaàu vaøo nhaän ñöôïc ñòa chæ cuûa noù treân Address Bus , noù seõ chuyeån taát caû traïnh thaùi ñaàu vaøo cuûa noù vaøo Data Bus. Neáu moät ñòa chæ byte cuûa 8 ñaàu ra xuaát hieän treân Address Bus, modul ñaàu ra töông öùng seõ nhaän ñöôïc döõ lieäu töø Data bus. Control Bus seõ chuyeån caùc tín hieäu ñieàu khieån vaøo theo doõi chu trình hoaït ñoäng cuûa PLC. Caùc ñòa chæ vaø soá lieäu ñöôïc chuyeån leân caùc Bus töông öùng trong moät thôøi gian haïn cheá. Heâï thoáng Bus seõ laøm nhieäm vuï trao

ñoåi thoâng tin giöõa CPU, boä nhôù vaø I/O .

+ Boä nhôù: PLC thöôøng yeâu caàu boä nhôù trong caùc tröôøng hôïp :

Laøm boä ñònh thôøi cho caùc keânh traïng thaùi I/O. Laøm boä ñeäm traïng thaùi caùc chöùc naêng trong PLC nhö ñònh thôøi, ñeám, ghi caùc Relay. Moãi leänh cuûa chöông trình coù moät vò trí rieâng trong boä nhôù, taát caû moïi vò trí trong boä nhôù ñeàu ñöôïc ñaùnh soá, nhöõng soá naøy chính laø ñòa chæ trong boä nhôù . Ñòa chæ cuûa töøng oâ nhôù seõ ñöôïc troû ñeán bôûi moät boä ñeám ñòa chæ ôû beân trong boä vi xöû lyù. Boä vi xöû lyù seõ giaù trò trong boä ñeám naøy leân moät tröôùc khi xöû lyù leänh tieáp theo . Vôùi moät ñòa chæ môùi , noäi dung cuûa oâ nhôù töông öùng seõ xuaát hieän ôû ñaáu ra, quaù trình naøy ñöôïc goïi laø quaù trình ñoïc .

Boä nhôù beân trong PLC ñöôïc taïo bôõi caùc vi maïch baùn daãn. RAM (Random Access Memory ) coù theå naïp chöông trình, thay ñoåi hay xoùa boû noäi dung baát kyø luùc naøo. Noäi dung cuûa RAM seõ bò maát neáu nguoàn ñieän nuoâi bò maát . Ñeå traùnh tình traïng naøy caùc PLC ñeàu ñöôïc trang bò moät pin khoâ, coù khaû naêng cung caáp naêng löôïng döï tröõ cho RAM töø vaøi thaùng ñeán vaøi naêm.

EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) laø boä nhôù maø ngöôøi söû duïng bình thöôøng chæ coù theå ñoïc chöù khoâng

ghi noäi dung vaøo ñöôïc

Moâi tröôøng ghi döõ lieäu thöù ba laø ñóa cöùng hoaïc ñóa meàm, ñöôïc söû duïng trong maùy laäp trình . Ñóa cöùng hoaêïc ñóa meàm coù dung löôïng lôùn neân thöôøng ñöôïc duøng ñeå löu nhöõng chöông trình lôùn trong moät thôøi gian daøi . Kích thöôùc boä nhôù : Caùc PLC loaïi nhoû coù theå chöùa töø 300 ÷1000 doøng leänh tuøy vaøo coâng ngheä cheá taïo . Caùc PLC loaïi lôùn coù kích thöôùc töø 1K ÷ 16K, coù khaû naêng chöùa töø 2000 ÷16000 doøng leänh. Ngoaøi ra coøn cho pheùp gaén theâm boä

nhôù môû roäng nhö RAM , EPROM

+ Caùc ngoû vaøo ra I / O:

Caùc ñöôøng tín hieäu töø boä caûm bieán ñöôïc noái vaøo caùc modul ( caùc ñaàu vaøo cuûa PLC ), caùc cô caáu chaáp haønh ñöôïc noái vôùi caùc modul ra ( caùc ñaàu ra cuûa PLC ). Haàu heát caùc PLC coù ñieän aùp hoaït ñoäng beân trong laø 5V , tín hieâïu xöû lyù laø 12/24VDC hoaëc 100/240VAC. Moãi ñôn vò I / O coù duy nhaát moät ñòa chæ, caùc hieån thò traïng thaùi cuûa caùc keânh I / O ñöôïc cung caáp bôõi caùc ñeøn LED treân PLC , ñieàu naøy laøm cho vieäc kieåm tra hoaït ñoäng nhaäp xuaát trôû neân deå daøng vaø ñôn giaûn . Boä xöû lyù ñoïc vaø xaùc ñònh caùc traïng thaùi ñaàu vaøo (ON,OFF) ñeå thöïc hieän vieäc ñoùng hay ngaét maïch ôû ñaàu ra .

2.1.3. Caùc hoaït ñoäng xöû lyù beân trong PLC: Xöû lyù chöông trình: Khi moät chöông trình ñaõ ñöôïc naïp vaøo boä nhôù cuûa PLC , caùc leänh seõ ñöôïc trong moät vuøng ñòa chæ rieâng leû trong boä nhôù . PLC coù boä ñeám ñòa chæ ôû beân trong vi xöû lyù, vì vaäy chöông trình ôû beân trong boä nhôù seõ ñöôïc boä vi xöû lyù thöïc hieän moät caùch tuaàn töï töøng leänh moät, töø ñaàu cho

ñeán cuoái chöông trình . Moät chu lyø thöïc hieän bao goàm ba giai ñoaïn noái tieáp nhau : + Ñaàu tieân, boä xöû lyù ñoïc traïng thaùi cuûa taát caû ñaàu vaøo. Phaàn chöông trình phuïc vuï coâng vieäc naøy coù saün trong PLC vaø ñöôïc goïi laø heä ñieàu haønh .

+ Tieáp theo, boä xöû lyù seõ ñoïc vaø xöû lyù tuaàn töï leänh moät trong chöông trình. Trong ghi ñoïc vaø xöû lyù caùc leänh, boä vi xöû lyù seõ ñoïc tín hieäu caùc ñaàu vaøo, thöïc hieän caùc pheùp toaùn logic vaø keát quaû sau ñoù seõ xaùc ñònh traïng thaùi cuûa caùc ñaàu ra. + Cuoái cuøng, boä vi xöû lyù seõ gaùn caùc traïng thaùi môùi cho caùc ñaàu ra taïi caùc modul ñaàu ra. Xöû lyù xuaát nhaäp: Goàm hai phöông phaùp + Caäp nhaät lieân tuïc +Chuïc aûnh quaù trình xuaát nhaäp

2.2 Giới thiệu chung về bộ điều khiển alpha programable controller 2.2.1 CÁC KHỐI CHỨC NĂNG LOGIC

2.2.2 KHỐI CHỨC NĂNG

2.2.1 CÁC KHỐI CHỨC NĂNG LOGIC

Bao gồm các khối:a.KHỐI AND b. KHOÁI OR (HOẶC):c. KHỐI NOT ( ĐẢO):d. KHỐI NAND (VÀ-ĐẢO):e. KHỐI NOR ( HOẶC- ĐẢO):f. KHỐI EXOR hay XOR ( HOẶC LOẠI TRỪ):

2.2.2 KHỐI CHỨC NĂNG Các khối chức năng là chương trình trọng tâm của Alpha Controller. Các khối cung cấp một phạm vi hoạt động rộng lớn và đã được lập trình để dễ sủ dụng một vài khối chức năng có những thông số được tạo ra đẻ đáp ứng những yêu cầu riêng của chương trình.

Bao gồm các khối :

a. Khối chức năng Boolean b. Khối chức năng SET/RESETc. khối chức năng PULSE

d. Khối DELAY:

e. Khối ONE SHOT f. Khối FLICKER: g. Bộ đếm lên xuống h. The Compare Block :(Khối so sánh)i. Bộ hẹn giờ:(realtime)

2.2.3CÀI ĐẶT VÀ ĐIỀU KHIỂNa.Phương pháp điều khiển lập trình:

b.Cài đặt chương trình cho Alpha

* Các nguyên tắc khi làm việc trên Alpha:Nguyên tắc 1:

Vào phương thức lập trình bằng cách bấm 2 phím ESC và OK đồng thời.

Nguyên tắc 2: Khi nhập vào một mạch phải thực hiện:

+ Khi con trỏ có dạng gạch dưới chân, ta có thể di chuyển con trỏ:Dùng các phím mũi tên để di chuyển con trỏ trong mạch.Bấm OK để chọn đầu nối hay khối.Bấm ESC để thoát khỏi ngõ vào mạch.+ Khi con trỏ có dạng một khối đậm ta có thể chọn đầu nối hay khối.Dùng các phím mũi tên để chọn đầu nối hay khối.Bấm OK để chấp nhận sự lựa chọn.Bấm ESC để trở lại một bước.Nguyên tắc 3:

Alpha chỉ lưu trữ chương trình đã hoàn tất.

4.1Hệ thống điều khiển máy nén khí4.1.1Giới thiệu hệ thống nén khíKhái niệm:Máy nén khí là các máy móc (hệ thống cơ học) có chức năng làm tăng áp suất của chất khí.Ứng dụng:Các máy nén khí dùng để cung cấp khí có áp suất cao cho các hệ thống máy công nghiệpCác loại máy nén khí theo cơ chế hoạt động:+ Máy nén khí chuyển động tròn (trục vít)+ Máy nén khí chuyển động tịnh tiến (pittong)+ Máy nén khí đối lưu+ Máy nén khí ly tâm+ Máy nén khí dòng hỗn hợp+ Máy nén khí màng lọc+ Máy nén khí dạng cuộn

4.2 Hệ thống hãm động cơ4.2.1Giới thiệu :Để hãm một động cơ điện đang làm việc ta có thê sử dụng phương pháp hãm cơ khí hoặc hãm bằng điện.

4.2.2Hãm bằng phương pháp cơ khí:Hãm theo phương pháp cơ là dùng phanh cơ hoặc phanh điện – cơ. Phanh điện – cơ thường đặt ở cổ trục động cơ và có nhiều kiểu, nhiều loại nhưng nguyên tắc hoạt động của

chúng tương tự nhau

Có ba trạng thái hãm điện: Hãm tái sinh (hãm có hoàn trả năng lượng về lưới). Hãm ngược. Hãm động năng.Đặc điểm chung cho cả ba trạng thái hãm điện là động cơ đều làm việc ở chế độ máy phát, biến cơ năng mà hệ truyền động đang có thành điện năng hoặc trả về lưới hoặc tiêu thụ dưới dạng nhiệt trên điện trở hãm. Mô men quay động cơ ở chế độ máy phát là mô men hãm đối với hệ truyền động.

4.3Điều khiển động cơ bước4.3.1Giới thiệu: Động cơ bước là loại động cơ được dùng để biến đổi các lệnh cho dưới dạng xung điện thành sự dịch chuyển dứt khoát vể góc hay đường thẳng- như là bước từng bước mà không cần cảm biến phản hồi.4.3.2Động cơ bước nam châm vĩnh cửu (Permanent maget stepper motor)Đây là động cơ bước 4 pha, mổi pha quấn trên 2 cực Stator. Stator có 8 cực. Roto bằng nam châm vĩnh cửu có trục thẳng

hang

4.4Động cơ bước từ trở biến đổi 1 tầng (single stak variable-reluctance stepper motor) Roto và Stator được chế tạo từ vật liệu từ. Động cơ có 3 pha. Mổi pha có 4 cực hay

răng của Stator 4.5Động cơ bước từ trở biến đổi nhiều tầng (Multistack variable-reluctance stepper motor)

Động cơ có thể có nhiều tầng . Stator của mổi tầng có 4 cực, mổi cực có 3 răng. Trong mổi tầng số răng của Roto và Stator giống nhau. Răng của 3 Roto có vị trí đặt giống nhau nhưng răng của Stator đặt lệch

nhau 1/3 bước răng.

4.4Hệ thống Servo motor4.4.1Giới thiệu động cơ servoĐộng cơ DC và động cơ bước vốn là những hệ hồi tiếp vòng hở - ta cấp điện để động cơ quay nhưng chúng quay bao nhiêu thì ta không biết, kể cả đối với động cơ bước là động cơ quay một góc xác định tùy vào số xung nhận được.

4.4.2Hoạt động của servoĐể quay động cơ, tín hiệu số được gới tới mạch điều khiển. Tín hiệu này khởi động động cơ, thông qua chuỗi bánh răng, nối với vôn kế. Vị trí của trục vôn kế cho biết vị

trí trục ra của servo

4.5Hệ thống biến tần động cơ4.5.1Giới thiệu về biến tần động cơ

. Biến tần là bộ nguồn bán dẫn điều khiển kết hợp với động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha để thực hiện khởi động/dừng và điều chỉnh chính xác số vòng quay động cơ theo yêu cầu công nghệ. Có nhiều loại biến tần được thiết kế phù hợp với dẫy động cơ công suất từ rất nhỏ (vài trăm Woat) đến hàng 100kW.

4.5.2Nguyên lý làm việc: Biến đổi điện áp xoay chiều ba pha của nguồn điện vào thành điện áp một chiều nhờ bộ chỉnh lưu cầu ba pha.Sau đó nhờ bộ nghịch lưu (INVERTER) sẽ đổi ngược lại thành điện áp xoay chiều ba pha biến đổi theo phương pháp điều chế độ rộng Điều cần lưu ý khi sử dụng bị biến tần điều khiển động cơ không đồng bộ: Nếu khoảng cách nối dây cáp điện giữa động cơ và biến tần đủ lớn sẽ xẩy ra hiện tượng quá điện áp (do hiện tượng phản xạ sóng điện áp), có thể dẫn đến lão hóa cách điện cuộn dây stato, giảm tuổi thọ thậm

chí làm hỏng động cơ

4.6Hệ thống điều khiển vị trí4.6.1Giới thiệu: Hệ thống điều khiển vị trí là hệ thống điều khiển cho động cơ đến từng micromet Hệ thống gồm bốn bộ phận: bộ phận điều chỉnh vị trí, bộ phận vận chuyển, bộ phận

làm việc chính và bộ phận xuất.

Một số mô hình điều khiển vị trí

4.7Hệ thống điều khiển nhiệt độ4.7.1Điều khiển ON-OFFa.Sơ đồ điều khiển:

b.Nguyên lý làm việc Phương pháp điều khiển ON-OFF còn được gọi là phương pháp đóng ngắt hay dùng khâu Relay có trể, cơ cấu chấp hành sẻ đóng nguồn để cấp năng lượng ở một mức tối đa cho thiết bị tiêu thụ nhiệt nếu nhiệt độ đặt w(k) lớn hơn nhiệt độ đo y(k), ngược lại mạch điều khiển sẽ ngắt mạch cung cấp năng lượng khi nhiệt độ đặt nhỏ hơn nhiệt độ đo.

4.7.2Điều khiển PID a.Giới thiệu Bộ điều khiển PID được sử dụng rất rộng rãi trong thực tế để điều khiển nhiều loại đối tượng khác nhau như nhiệt độ, tốc độ động cơ, mức

chất lỏng trong bồn chứa,… Lý do bộ điều khiển này được sử dụng rộng rãi là vì nó có khả năng triệt tiêu sai số xác lập, tăng đáp ứng quá độ, giảm độ vọt lố nếu tham

số điều khiển được chon lựa thích hợp.

Khảo sát vòng hở

Điều khiển vòng kín

Đặc trưng của các bộ điều khiển PID

Điều khiển tỉ lệ (Kp) có ảnh hưởng làm giảm thời gian lên nhưng không loại bỏ sai số xác lập. Điều khiển tích phân (Ki) sẽ loại bỏ sai số xác lập nhưng co thể đáp ứng quá độ xấu đi. Điều khiển vi phân (Kd) có tác dụng làm tăng sự ổn định của hệ thống, giảm vọt lố và cải thiện đáp ứng quá độ.