http://www.ebook.edu.vn Bài giảng: "Điều khiển điện- khí nén"
Chương 5: Điều khiển bằng điện - khí nén.
72
CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN - KHÍ NÉN.

5.1. CÁC PHẦN TỬ ĐIỆN - KHÍ NÉN:
Hệ thống lắp ráp điện - khí nén được biểu diễn một cách tổng quát theo hình
5.1. Mạch điện điều khiển thông thường là dòng điện một chiều.
Nút ấn
Bộ nguồn
U =230V50Hz
U =24VDC
vào
ra
Bộ phân phối điện
Tiếp điểm
Nam châm điện
Rơ - le
Phần tữ điều khiển
(van đảo chiều)
Mạch điện điều khiển
Cơ cấu chấp hành
Hình 5.1: Hệ thống điều khiển điện khí nén.
5.1.1. Van đảo chiều điều khiển bằng nam châm điện:
a/ Ký hiệu:
Van đảo chiều điều khiển bằng nam châm điện kết hợp với khí nén có thể điều
khiển trực tiếp ở hai đầu nòng van hoặc gián tiếp qua van phụ trợ. Hình 5.2 biểu diễn
một số ký hiệu loại điều khiển.
Van đảo chiều điều khiển gián tiếp bằng
nam châm điện và khí nén cả hai phía
Van đảo chiều điều khiển gián tiếp bằng

5.1.2. Điều khiển gián tiếp:
Nguyên lý hoạt động của van đảo chiều 3/2 điều khiển gián tiếp bằng nam
châm điện và khí nén được biểu diễn ở trong hình 5.5 gồm hai van: van chính và van
phụ trợ. Khi van ở vò trí “không” cửa nối với nguồn P sẽ nối với nhánh b, để van chính
nằm ở vò trí b.
Cấu tạo của van đảo chiều 3/2 điều khiển gián tiếp bằng nam châm điện được
biểu diễn ở hình 5.5.
R
A
Van chính
Van phụ trợ
Cuộn dây
Lõi sắt
Lò xo
Pít tông phụ
Nòng van
P
A
PR
Ký hiệu

Hình 5.5: Cấu tạo và ký hiệu van đảo chiều 3/2 điều khiển gián tiếp bằng nam châm
điện và khí nén.
d/ Một số van đảo chiều:
Van đảo chiều 4/2 điều khiển gían tiếp
bằng nam châm điệïn và khí nén
R
P
BA


- Rơ le đóng mạch:
Nguyên lý hoạt động của rơle đóng mạch được biểu diễn ở hình 5.9. Khi dòng
điện vào cuộn dây cảm ứng, xuất hiện lực từ trường hút lõi sắt, trên đó có lắp các tiếp
điểm. Các tiếp điểm có thể là các tiếp điểm chính để đóng mở mạch chính và các tiếp
http://www.ebook.edu.vn Bài giảng: "Điều khiển điện- khí nén"
Chương 5: Điều khiển bằng điện - khí nén.
75
điểm phụ để đóng mở mạch điều khiển. Rơle đóng mạch ứng dụng cho mạch có công
suất lớn từ 1 kW – 500kW.
Ký hiệu
K

Hình 5.9: Ký hiệu của rơle đóng mạch.
- Rơle điều khiển:
Nguyên lý hoạt động của rơle điều khiển cũng tương tự như rơle đóng mạch, nó
chỉ khác rơle đóng mạch ở chỗ là rơle điều khiển đóng mở cho mạch có công suất nhỏ
và thời gian đóng, mở các tiếp điểm rất nhỏ (từ 1ms đến 10ms).
Tiếp điểm
Đòn bẩy
Ký hiệu
A
K
A
1
2
3
4
1
2
K

http://www.ebook.edu.vn Bài giảng: "Điều khiển điện- khí nén"
Chương 5: Điều khiển bằng điện - khí nén.
76
trích chứa, biến trở R1 như van tiết lưu. Đồng thời tụ điện có nhiệm vụ làm giảm điện
áp quá tải trong quá trình ngắt.
S
1
+
-
R
2
D
C
K
R
1
K
1
K
Ký hiệu

Hình 5.12: Rơle thời gian nhả muộn.
- Công tắc hành trình điện - cơ:
Nguyên lý hoạt động của công tắc hành trình điện – cơ được biểu diễn trong
hình 5.15. khi con lăn chạm cữ hành trình thì tiếp điểm 1 nối với 4.
Ký hiệu

Hình 5.13: Công tắc hành trình điện – cơ.
Cần phân biệt các trường hợp công tắc thường đóng và thường mở khi lắp công
tắc hành trình điện - cơ trong mạch.

Bộ phận phát sẽ phát đi tia hồng ngoại bằng điốt phát quang, khi gặp vật chắn,
tia hồng ngoại sẽ phản hồi lại vào bộ phận nhận. Như vậy, ở bộ phận nhận, tia hồng
ngoại phản hồi sẽ được xử lý trong mạch và cho tín hiệu ra sau khi khuếch đại.
Đèn phát quang
Máy phát sóng
Transistor quang
Bộ lọc Bộ khuếch đại
Tín hiệu ra
Vật chắn
Bộ phận nhận
Bộ phận phát

Hình 5.15: Cảm biến quang.
5.2.6. Biểu diễn điều khiển tiếp điểm điện:
Điều khiển tiếp điểm được biểu diễn với sơ đồ mạch ở trạng thái không đóng.
- Sơ đồ dòng biểu diễn liên quan với nhau:
Rơ - le bảo vệ
Rơ - le điều khiển
Đèn báo
Bộ ngắt đònh vò
M
Động cơ
+
-
K
10
K
1
H
1

K
+
-
1
K
1
K
1
K
10
H
1
S
1
M
L1
L2
L3
N
Mạch động lực (380 V AC, 3
φ)
Mạch bảo vệ (220 V AC)Mạch điều khiển 24 V DC
K
10

H5.17: Sơ đồ dòng biểu diễn tách.
5.2.7. Mạch cơ sở điều khiển tiếp điểm điện:
- Truyền tín hiệu với một rơ - le hoặc bảo vệ, người ta có thể truyền tín hiệu
mạch từ đoạn mạch này sang đoạn mạch khác mà không cần nối điện giữa chúng.
Mục đích là ở mạch điều khiển chỉ cần một điện áp nhỏ một chiều hoặc xoay chiều,

1
= S
1
∧ S
2
.
Đối với liên kết OR các tiếp điểm được đấu song song. Rơ – le K
1
hoạt động
với điều kiện chỉ cần một trong hai bộ ngắt đònh vò S
1
và S
2
được tác động. Liên hệ
này được biểu diễn bằng hàm số mạch, ký hiệu K
1
= S
1
∨ S
2
.
http://www.ebook.edu.vn Bài giảng: "Điều khiển điện- khí nén"
Chương 5: Điều khiển bằng điện - khí nén.
79
Đối với liên kết NOT các tiếp điểm được đấu song song. Rơ - le K
1
hoạt động
với điều kiện bộ ngắt đònh vò S
1
không tác động. Trường hợp S

1
S
1
Liên kết AND
S
2
S
1
S
1
K
1
K
1
S
1
K
2
+
-
+
-
Liên kết OR Liên kết NOT
K
2
S
2
K
1


1
trong mọi trường hợp,
kể cả nút đóng S
1
được tác động.
+
-
K (Tiếp điểm duy trì)
1
K
1
S (Ngắt)
2
S (Khởi động)
1
S (Ngắt)
3

Hình 5.19: Mạch duy trì.

http://www.ebook.edu.vn Bài giảng: "Điều khiển điện- khí nén"
Chương 5: Điều khiển bằng điện - khí nén.
80
5.3. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN – KHÍ NÉN:
5.3.1. Nguyên tắc thiết kế:
Sơ đồ mạch điện - khí nén gồm có hai phần:
- Sơ đồ mạch điện điều khiển.

Cảm ứng từ
Fe
Điện dung
Quang

5.3.2. Mạch điều khiển điện - khí nén với 1 xy - lanh:
a/ Mạch điều khiển với tiếp điểm tự duy trì:
Cơ sở để thiết kế mạch điều khiển điện - khí nén là biểu đồ trạng thái.
http://www.ebook.edu.vn Bài giảng: "Điều khiển điện- khí nén"
Chương 5: Điều khiển bằng điện - khí nén.
81
Xy - lanh 1.0
4321
+
-
RP
S
BA
Xy - lanh 1.0
Y
ab
5

Hình 5.20: Biểu đồ trạng thái và sơ đồ mạch khí nén.
Sơ đồ sơ đồ mạch điện điều khiển được biểu diễn ở trong hình 5.19.
Khi tác động vào nút ấn S
2
, rơle K
2
có điện, các tiếp điểm tương ứng của rơle

-
2
K
2
K
2
Y
5
H
3
S
2
S
1
12
34
5

Hình 5.21: Mạch điều khiển với tiếp điểm tự duy trì.
b/ Mạch điều khiển với rơle thời gian tác động muộn:
Biểu đồ trạng thái, sơ đồ mạch khí nén được trình bày ở hình 5.22. Sơ đồ mạch
điều khiển với phần tử tự duy trì và rơle thời gian tác động muộn. Sau thời gian t
1
công
tắc hành trình điện - cơ S
2
đóng (vò trí cuối hành trình), thì rơle thời gian tác động
muộn K
2
mới có điện.

Hình 5.22: Biểu đồ trạng thái và mạch khí nén.
http://www.ebook.edu.vn Bài giảng: "Điều khiển điện- khí nén"
Chương 5: Điều khiển bằng điện - khí nén.
82

Xy - lanh lùi về
Xy - lanh đi tới
Tiếp điểm
tự duy trì
K
+
-
4
K
4
K
4
Y
6a
H
5
S
4a
S
4
12
34
5
K
2

10
11
00
S
7.2
S
S
7.1
7.0
Biểu đồ trạng thái
Xy - lanh thủy lực giảm chấn

Hình 5.24: Quy trình gia công của máy khoan.
K
+
-
5
K
3
K
3
Y
2
K
2
K
1
1
3
K

7.0
K
5
K
5
K
4
7
K
1
S
7.1
K
6
S
7.2
K
5
K
6
K
5
Y
1
K
4
102468 11
9

Hình 5.25: Sơ đồ mạch điện điều khiển qui trình khoan.

B
S
S
S
S
1
2
3
4

Hình 5.26: Qui trình điều khiển 2 xy - lanh.
Mỗi nhòp đều có mạch tự duy trì. Sau khi ấn nút khởi động S
5
. Lần lượt nhòp 1
cho đến các nhòp tiếp theo sẽ đóng mạch. Nhòp cuối cùng tác động cho quy trình trở về
vò trí ban đầu.
+
-
Y
2
K
4
K
4
K
3
Y
1
K
1

1
K
4
K
4
K
2
K
3

Hình 5.27: Sơ đồ mạch điện điều khiển quy trình khoan.
Nếu ta chọn van đảo chiều 4/2 xung, cả hai phía tác động bằng nam châm điện,
sơ đồ mạch điều khiển điện biểu diễn ở trên hình 5.27. Mặc dầu mỗi nhòp có mạch tự
duy trì, nhưng nếu nhòp tiếp theo được thực hiện, khi nhòp trước đó phải được xóa.
http://www.ebook.edu.vn Bài giảng: "Điều khiển điện- khí nén"
Chương 5: Điều khiển bằng điện - khí nén.
84
Y
1
SS S
Y
3
S
12
3
4
Xy - lanh
Công tắc hành trình
Nam châm điện
A+ B+ A-B-

K
2
K
1
K
1
K
2
K
3
K
3
K
4
K
5
S
1
K
5
K
1
K
2
K
3
K
4
K
2

b
ò
X
o
ù
a
Hình 5.28: Quy trình điều khiển với van đảo chiều xung 4/2.
- Mạch điều khiển với chọn chế độ làm việc:
Quy trình gia công cũng tương tự với ví dụ trên. Điều kiện yêu cầu tiếp theo là
xy - lanh B chuyển động, khi thỏa mãn điều kiện là áp suất trong xy - lanh A đạt được
giá trò cho phép. Như vậy áp suất trong xy - lanh A (xy - lanh) kẹp chi tiết được kiểm
soát bằng rơle áp suất - điện.
Y
1
SS S
Y
3
S
24
8
10
Y
2
+
-
K
8
K
4
K

4
S
6
Rơ - le áp suất
K
10
S
10
K
17
K
15
K
20
K
15
K
8
S
20
Tháo
K
17
K
28
K
22
S
22
Kẹp

K
17
K
10
K
2
A B A B
A thông báo
(sau khi đã lùi về)
Chọn chế độ
làm việc
Hình 5.29: Quy trình gia công với chọn chế độ làm việc và sơ đồ mạch điện điều
khiển.
http://www.ebook.edu.vn Bài giảng: "Điều khiển điện- khí nén"
Chương 5: Điều khiển bằng điện - khí nén.
85
Y
2
Y
1
K
22
K
20
Y
3
K
24
A
B

T
2

Hình 5.30: Mạch điều khiển 2 tầng.
- Mạch điều khiển cho 3 tầng:
+
-
K
1
K
1
S
c
S
e
3
K
1
K
2
e
2
K
2
K
2
K
2
K
1

Tầng 2
A
ab
B
ab
aa bb
01 01
Y
1
Y
2
Y
3
Y
4
Y
1
a
1
Y
4
Y
2
b
0
A
a
a
b
b

K
1
Tầng 1
A
ab
B
ab
aa bb
01 01
Y
1
Y
2
Y
3
Y
4
C
ab
cc
01
Y
5
Y
6
A
a
a
b
b

0
Hình 5.33: Mạch điều khiển 3 tầng.