Giáo trình Hệ thống điều khiển điện. Khí nén và thủy lực

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN - KHÍ NÉN VÀ THỦY LỰC 
1. Tên học phần: Hệ thống điều khiển điện - khí nén và thủy lực. 
2. Số tín chỉ: N(2, 27, 30x2) 
Trong đó N: Số tín chỉ; a : Số tiết LT; b: Số tiết TH/TL; 
a+b = 15xN 
3. Trình độ đào tạo: Đại học 
4. Tính chất học phần: Bắt buộc. 
5. Khoa phụ trách: Khoa Điện. 
6. Mô tả vắn tắt nội dung học phần: 
Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về: Nguyên lý cấu tạo, hoạt động của 
một số thiết bị khí nén, điện khí nén, thủy lực và các ứng dụng cơ bản của nó trong các hệ 
thống truyền động điện tự động trong các máy sản xuất công nghiệp, dân dụng... 
7. Mục tiêu của học phần: 
- Kiến thức: Cung cấp cho sinh viên kiến thức cơ bản về hệ thống của kỹ thuật thuỷ 
lực, khí nén và ứng dụng của nó trong hệ thống tự động hoá các quá trình công nghệ 
- Kỹ năng: Thành thạo cấu tạo, nguyên lý làm việc và ứng dụng hệ thống khí nén và 
thủy lực. 
- Thái độ: Nghiêm túc, trách nhiệm, chủ động, tích cực, chăm chỉ, cẩn thận. 
8. Nội dung chi tiết học phần: 
Tuần 
thứ 
Nội dung 
Số tiết 
LT 
Số tiết 
TH 
Tài liệu 
học tập, 
tham khảo 
1 
Chƣơng 1: Cơ sở lý thuyết về điều khiển điện - khí 
nén và thủy lực 
1.1.Khái niệm về hệ thống điều khiển điện - khí nén 
và thủy lực 
1.1.1. Hệ thống điều khiển 
1.1.2. Các loại tín hiệu điều khiển 
1.1.3. Điều khiển vòng hở 
1.1.4. Điều khiển vòng kín (hồi tiếp) 
1.2. Ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển điện- 
khí nén và thủy lực 
1.2.1. Hệ thống khí nén 
1.2.2. Hệ thống thủy lực 
1.3. Phạm vi ứng của khí nén và thủy lực trong công 
nghiệp 
1.3.1. Ứng dụng của hệ thống khí nén 
1.3.2. Ứng dụng của hệ thống thủy lực 
1.4. Đơn vị đo của các đại lượng cơ bản trong hệ 
thống khí nén và thủy lực 
3 1, 2, 3,4 
2 
Tuần 
thứ 
Nội dung 
Số tiết 
LT 
Số tiết 
TH 
Tài liệu 
học tập, 
tham khảo 
1.4.1. Áp suất 
1.4.2. Lực 
1.4.3. Công 
1.4.4. Công suất 
1.4.5. Độ nhớt động 
1.5. Cung cấp và xử lý nguồn năng lượng trong hệ 
thống khí nén và thủy lực 
2 
1.5. 1.Khí nén 
1.5.1.1. Máy nén khí và sản xuất khí nén 
1.5.1. 2. Phân phối khí nén 
1.5.1. 3. Xử lý nguồn khí nén 
1.5.2 Thủy lực (dầu ép) 
1.5.2.1. Cung cấp năng lƣợng dầu 
1.5.2.2. Các loại bơm dầu 
1.5.2.3. Bể dầu 
1.5.2.4. Xử lý nguồn dầu 
Câu hỏi ôn tập và thảo luận chƣơng 1 
3 1, 2, 3,4 
3 
Chƣơng 2: Phần tử đƣa tín hiệu và xử lý tín hiệu 
trong điều khiển khí nén và thủy lực 
2.1. Các phần tử đưa tín hiệu 
2.1.1. Phần tử không điện 
2.1.2. Phần tử đƣa tín hiệu điện 
2.2. Các phần tử xử lý tín hiệu điều khiển 
2.2.1. Phần tử YES 
2.2.2. Phần tử NOT 
2.2.3. Phần tử AND 
2.2.4. Phần tử OR 
2.2.5. Phần tử NAND 
2.2.6. Phần tử NOR 
2.2.7. Phần tử nhớ Flip-Flop 
2.2.8. Phần tử thời gian 
Câu hỏi ôn tập và thảo luận chƣơng 2 
3 1, 2, 3,4 
4 
Chƣơng 3: Các phần tử chấp hành trong hệ thống 
điều khiển khí nén và thủy lực 
3.1. Xi lanh 
3.1.1. Xi lanh tác động đơn 
3.1.2. Xi lanh tác động kép 
3.1.3. Xi lanh bƣớc (nhiều vị trí) 
3.1.4. Xi lanh va đập 
3 1, 2, 3,4 
3 
Tuần 
thứ 
Nội dung 
Số tiết 
LT 
Số tiết 
TH 
Tài liệu 
học tập, 
tham khảo 
3.1.5. Xi lanh quay 
3.1.6. Xi lanh bang đai 
3.1.7 Xi lanh từ 
3.2. Động cơ 
3.2.1. Động cơ bánh răng 
3.2.2. Động cơ kiểu Piston 
3.2.3. Động cơ kiểu cánh gạt 
3.2.4. Động cơ turbine 
Câu hỏi ôn tập và thảo luận chƣơng 3 
5 
Chƣơng 4: Các phần tử điều chỉnh và điều khiển 
trong hệ thống khí nén và thủy lực 
4.1. Khái niệm cơ bản 
4.2. Các phần tử điều chỉnh 
4.2.1. Van an toàn 
4.2.2. Van tràn 
4.2.3. Van điều chỉnh áp suất 
4.2.4. Rơ le áp suất 
4.2.5. Van tiết lƣu 
4.2.6. Van tiết lƣu một chiều điều chỉnh bằng tay 
4.2.7. Van chân không 
4.2.8 Van điều chỉnh thời gian 
4.3. Các phần tử điều khiển 
4.3.1. Van một chiều 
4.3.2. Van đảo chiều 
3 
1, 2, 3, 4 
6 
 7 
Câu hỏi ôn tập và thảo luận chƣơng 4 
Chƣơng 5: Phân tích và thiết kế mạch điều khiển 
khí nén và thủy lực 
5.1. Lý thuyết đại số Boole 
5.2. Phân loại phương pháp điều khiển trong khí 
nén và thủy lực 
5.3. Phương pháp thiết kế mạch điều khiển khí nén 
và thủy lực 
5.3.1. Biểu diễn chức năng của quá trình điều khiển 
5.3.1.1. Biểu đồ trạng thái 
5.3.1.2. Sơ đồ chức năng 
5.3.1.3. Lƣu đồ tiến trình 
5.3.1.4. Viết phƣơng trình điều khiển 
5.3.1.5. Vẽ sơ đồ mạch điều khiển 
 3 
 3 
 1, 2, 3,4 
4 
Tuần 
thứ 
Nội dung 
Số tiết 
LT 
Số tiết 
TH 
Tài liệu 
học tập, 
tham khảo 
8 
9 
5.4. Thiết kế mạch điều khiển điện-khí nén và thủy 
lực 
 5.4.1. Nguyên tắc thiết kế 
 5.4.2. Thiết kế mạch điều khiển điện-khí nén với 1 xy 
lanh theo phƣơng pháp nhịp 
 5.4.3. Thiết kế mạch điều khiển điện-khí nén với 2 xy 
lanh theo phƣơng pháp nhịp 
5.5. Thiết kế mạch điều khiển điện – khí nén và thủy 
lực bằng phương pháp Grafcet. 
5.6. Điều khiển hệ thống khí nén và thủy lực bằng 
bộ điều khiển lập trình PLC 
5.6.1. Cấu trúc bộ PLC 
5.6.2. Các thành phần của hệ thống khí nén – thủy lực 
bằng PLC 
5.6.3. Thiết kế hệ thống điều khiển khí nén  ... uộn dây, van điện từ, contactorMột khi đã xác 
định đƣợc thiết bị vào/ ra cần thiết, tiếp theo là định vị các thiết bị vào/ra tƣơng ứng cho 
các ngõ vào/ra trên PLC trƣớc khi viết chƣơng trình. 
Bước 3: Viết chương trình: 
Sau khi xác định đƣợc phần cứng, tiến hành viết chƣơng trình. Để viết chƣơng 
trình dễ dàng, chính xác và thuận tiện cho việc sửa chữa, trƣớc khi lập trình ngƣời lập 
trình cần xây dựng lƣu đồ, giải thuật cho chƣơng trình. Để đảm bảo chƣơng trình hoạt 
Van điều hƣớng: 
các van điện 3/2, 
4/2, 5/2, 4/3, 
5/3, 
Nút nhấn, công 
tắc, cảm biến, 
công tắc hành 
trình 
90 
động theo yêu cầu, ngƣời lập trình cần mô phỏng chƣơng trình trƣớc khi đƣa vào sử 
dụng. 
Bước 4: Nạp chương trình vào bộ nhớ: 
Cung cấp nguồn cho trạm PLC, sau đó nạp chƣơng trình từ máy tính vào CPU 
thông qua cổng giao tiếp (xóa bộ nhớ cũ trƣớc khi nạp chƣơng trình mới). 
Bước 5: Chạy chương trình: 
Trƣớc khi chạy chƣơng trình, cần chắc chắn rằng các dây dẫn nối vào các ngõ 
vào/ra đến các thiết bị nhập/xuất đúng theo chỉ định. Lúc đó PLC mới bắt đầu cho hoạt 
động. Trong quá trình chạy chƣơng trình, nếu bị lỗi thì máy tính hoặc bộ điều khiển sẽ 
báo lỗi, khi đó cần phải sửa chữa lại hệ thống hoặc chƣơng trình để hệ thống hoạt động 
theo đúng yêu cầu cần điều khiển. 
 Lƣu đồ các bƣớc thiết kế một hệ thống điều khiển dùng PLC: 
91 
Xác định yêu cầu của 
hệ thống điều khiển
Lập lƣu đồ chung của 
hệ thống điều khiển
Liệt kê tất cả các ngõ 
vào/ra kết nối với cổng 
I/O của PLC
Lập lƣu đồ hay giải 
thuật lập trình
Viết chƣơng trình, chạy 
mô phỏng
Chƣơng trình 
hoạt động tốt ?
Lập sơ đồ nguyên lý, đấu nối. 
Kết nối toàn bộ thiết bị vào/ra 
với PLC
Sai
Đúng
Kiểm tra kết 
nối? 
Nạp chƣơng trình vào 
PLC
Đúng
Chạy thử chƣơng trình
Hoạt động 
đúng?
Lƣu hồ sơ hệ thống cho 
tất cả các bản vẽ
Kết thúc
Đúng
Sai
Sai
Hình 5.43 Lưu đồ các bước thiết kế một hệ thống điều khiển dùng PLC 
92 
5.6.3.2 Điều khiển hệ thống khí nén bằng PLC 
Để minh họa cho việc sử dụng PLC điều khiển hệ thống khí nén, ta xét một số bài 
toán ứng dụng dƣới đây. 
a. Điều khiển hệ thống khí nén bằng PLC 
 Các bƣớc thiết kế hệ thống điều khiển khí nén dùng PLC đã trình bày cụ thể lƣu 
đồ trên hình 5.43. Việc mô tả các bƣớc này sẽ rõ hơn khi ta kết hợp việc giải quyết bài 
toán đơn giản hình 5.44 
Cho công nghệ sau: 
Sử dụng PLC S7-200 điều khiển hệ thống công nghệ trên? 
Bước 1: Xác định quy trình công nghệ: 
Ban đầu xi lanh 1A ở vị trí a0, xi lanh 2A ở vị trí b0. Hệ thống bắt đầu hoạt động 
khi nhấn nút Start, xi lanh 1A đi ra và tác động hành trình a1 (xi lanh 1A ở vị trí a1) thì xi 
lanh 2A đi ra. Khi xi lanh 2A đi ra, tác động hành trình b1 (xi lanh 2A ở vị trí b1) thì xi 
lanh 2A đi vào tới khi tác động hành trình b0 thì xi lanh 1A đi về. Hệ thống ở trạng thái 
ban đầu. 
Quá trình đi ra và đi vào của xinh lanh 1A, 2A đƣợc điều khiển bởi 2 van điện 5/2: 
a)Thiết bị khoan chi tiết b)Biểu đồ trạng thái 
ao 
a1 
bo 
b1 
Hình 5.44 
Start 
93 
Hình 5.45 Mạch khí nén điều khiển 2 xi lanh 1A và 2A 
Bước 2: Xác định các ngõ vào, ngõ ra: 
 Từ sơ đồ công nghệ hình 5.44 và mạch khí nén hình 5.45, ta có bảng xác định tín 
hiệu ngõ vào, ngõ ra của hệ thống và phân phối địa chỉ PLC: 
Ký hiệu Địa chỉ Chú thích 
Tín hiệu vào 
S1 I0.0 Nút nhấn Start khởi động hệ thống (NO) 
A0 I0.1 Công tắc hành trình A0, giới hạn quá trình đi vào xi lanh 1A 
A1 I0.2 Công tắc hành trình A1, giới hạn quá trình đi ra xi lanh 1A 
B0 I0.3 Công tắc hành trình B0, giới hạn quá trình đi vào xi lanh 2A 
B1 I0.4 Công tắc hành trình B1, giới hạn quá trình đi ra xi lanh 2A 
Tín hiệu ra 
Y1 Q0.0 Cuộn dây Y1 điều khiển van 5/2 (1.1), điều khiển xi lanh 1A đi ra 
Y2 Q0.1 Cuộn dây Y2 điều khiển van 5/2 (1.1), điều khiển xi lanh 1A đi vào 
Y3 Q0.2 Cuộn dây Y3 điều khiển van 5/2 (2.1), điều khiển xi lanh 2A đi ra 
Y4 Q0.3 Cuộn dây Y4 điều khiển van 5/2 (2.1), điều khiển xi lanh 2A đi vào 
 Bước 3: Viết chương trình: 
 Lƣu đồ chƣơng trình: 
94 
Bắt đầu
Xi lanh 1A 
đi ra
S1 = 1 ?
A1 = 1 ?
Xi lanh 2A 
đi ra
B1 = 1 ?
Xi lanh 2A 
đi vào
B0 = 1 ?
Xi lanh 1A 
đi vào
Kết thúc
Đúng
Đúng
Đúng
Sai
Sai
A0 = 1 ?
Đúng
Sai
Sai
Sai
Đúng
 Chƣơng trình PLC 
Bước 4: Nạp chương trình vào bộ nhớ: 
 Cung cấp nguồn cho trạm PLC, sau đó nạp chƣơng trình từ máy tính vào CPU 
thông qua cổng giao tiếp (xóa bộ nhớ cũ trƣớc khi nạp chƣơng trình mới). 
Bước 5: Chạy chương trình: 
Trƣớc khi chạy chƣơng trình, cần chắc chắn rằng các dây dẫn nối vào các ngõ 
vào/ra 
Trong chƣơng 8 đã trình bày các phƣơng pháp thiết kế mạch điện điều khiển theo 
chuỗi bƣớc có xóa, thiết kế mạch điện theo tầng lồng ghép, thiết kế mạch điện theo 
HuffmanBằng cách thực hiện các cách thiết kế trên, kết hợp với thủ tục lập trình PLC 
và chuyển các mạch điện điều khiển này sang ngôn ngữ bậc thang LAD, chúng ta có thể 
xây dựng đƣợc các chƣơng trình điều khiển PLC tƣơng ứng. 
a. Chuyển điều khiển hệ thống kết nối cứng sang điều khiển bằng PLC 
 Trong kỹ thuật điều khiển bằng khí nén, ngƣời ta phân biệt các phần tử điều 
khiển sau: 
- Khâu tín hiệu: Phát ra tín hiệu khi phần tử điều khiển đạt đến một giá trị xác định 
đối với các đại lƣợng vật lý. 
95 
- Khâu điều khiển: Phản ứng lại theo các tín hiệu đơn và có ảnh hƣởng đến trạng 
thái của khâu điều chỉnh. 
- Khâu điều chỉnh: Điều khiển dòng năng lƣợng sinh công và thay đổi trạng thái của 
các phần tử làm việc. 
Nếu thực hiện thay thế mạch điều khiển khí nén bằng chƣơng trình điều khiển 
PLC, thì khâu điều chỉnh điều khiển cho các phần tử làm việc bây giờ điện từ. Dù các van 
xung điện từ hay van điện từ sử dụng lò xo đƣợc sử dụng, thì nó còn phụ thuộc vào yêu 
cầu công nghệ và an toàn. Khi chuyển đổi thành chƣơng trình PLC thì các khâu này cần 
giữ lại. 
Van xung trong kỹ thuật điều khiển khí nén có hai ngõ vào điều khiển và có đặc 
tính nhớ. Theo cách thức hoạt động có thể so sánh nó với khâu nhớ RS. Việc chuyển đổi 
thật sự đơn giản nếu ta thay tất cả van xung bằng khâu nhớ RS. Ngõ vào điều khiển của 
khâu điều chỉnh SET của van tƣơng ứng với điều kiện cho set, và ngõ vào còn lại tƣơng 
ứng với reset của khâu RS. 
Van xung sử dụng 2 cuộn dây từ. Để điều khiển, một cuộn dây sẽ sử dụng ngõ ra 
không đảo của khâu nhớ RS. Còn cuộn dây thứ hai ta sử dụng ngõ ra đảo của khâu nhớ 
RS. 
 Tùy theo yêu cầu công nghệ mà mạch điều khiển khí nén đảm nhận, mà ta có thể 
sử dụng hƣớng điều khiển cho các van tƣơng ứng. Sau khi tất cả đã đƣợc xác định, mạch 
điều khiển khí nén có thể đƣợc chuyển đổi trực tiếp thành chƣơng trình ở LAD. 
Một số qui tắc cần chú ý: 
- Khâu điều chỉnh của xylanh làm việc đƣợc thay thế bằng van điện từ. 
- Tất cả các van xung đƣợc thay thế bằng khâu nhớ RS. 
- Xác định đƣợc tính logic của mạch. 
- Chuyển đổi mạch thành chƣơng trình PLC. 
 Ví dụ 1. Điều khiển Máy uốn thanh kim loại sử dụng khí nén PLC 
 Các thanh kim loại cần đƣợc uốn một đầu theo theo một khuôn cho trƣớc (sơ đồ 
công nghệ). Qui trình hoạt động của máy nhƣ sau: 
- Thanh kim loại cần uốn đƣợc đặt lên khuôn uốn 
- Ấn nút khởi động S0 thì xy lanh Cyl.1 hạ xuống để giữ lấy thanh kim loại. 
- Khi thanh kim loại đƣợc giữ chặt (nhận biết bởi công tắc hành trình S2) thì xy 
lanh Cyl.2 hạ xuống để uốn thanh kim loại vuông góc trƣớc. Sau khi uốn xong thì 
tự động nâng lên nhờ công tắc hành trình S4. 
- Khi xy lanh Cyl.2 trở về vị trí cơ bản (nhận biết bởi S3) thì xy lanh Cyl.3 đƣợc 
đẩy để uốn thanh kim loại ở giai đọan uốn cuối theo định hình của khuôn uốn. Khi 
xy lanh Cyl.3 đến vị trí S6 thì tự động rút ngƣợc về. 
96 
- Khi xy lanh Cyl.3 rút về đến vị trí cơ bản (nhận biết bởi S5) thì xy lanh Cyl.1 cũng 
rút về vị trí cơ bản của nó (nhận biết bởi S1). Lúc này thanh kim loại đƣợc tự do. 
Ngƣời sử dụng có thể lấy ra và đặt một thanh kim loại mới vào. Và một chu kỳ 
mới lại có thể bắt đầu. 
 Sơ đồ công nghệ: 
Hình 5.46 Sơ đồ công nghệ máy uốn thanh kim loại 
Sơ đồ mạch điều khiển bằng khí nén: 
Hình 5.47 Sơ đồ mạch điều khiển bằng khí nén. 
Phân tích: 
Từ sơ đồ điều khiển bằng khí nén ta nhận thấy các van xung chính trong mạch là 
1.1, 2.1 và 3.1. Khi chuyển sang điều khiển bằng chƣơng trình nhất thiết ta phải thay các 
van này bằng các van xung điện từ có đặc tính nhớ. Mỗi van xung điện từ có 2 cuộn dây. 
97 
Vì vậy cần phải có 2 ngõ ra số để điều khiển mỗi van. Tổng cộng ta cần có 6 ngõ ra để 
điều khiển 3 van này. Để thực hiện điều khiển bằng chƣơng trình PLC, các van xung 
đƣợc thay thế bởi các khâu RS, các ngõ ra của các khâu nhớ có thể đƣợc sử dụng để điều 
khiển trực tiếp các van xung điện từ thay thế Y1, Y3, và Y5 cũng nhƣ Y2, Y4 và Y6 (sơ 
đồ công nghệ). 
Hai van xung 0.1 và 0.2 là hai van hỗ trợ trong mạch điều khiển bằng khí. Hai van 
này không phải là các van chính. Vì vậy khi chuyển thành chƣơng trình nó sẽ đƣợc thay 
thế bằng các ô nhớ. Van 0.1 là M0.0, và van 0.2 là M0.1. 
Theo sơ đồ mạch điều khiển, ta có: 
 Mỗi vị trí của các xy lanh đều đƣợc xác định bởi các công tắc hành trình (CTHT). 
Xy lanh Cyl.1 nhận biết bởi S1 và S2, xy lanh Cyl.2 nhận biết bởi S3 và S4, xy lanh 
Cyl.3 nhận biết bởi S5 và S6. Các công tắc hành trình này không thể thiếu trong điều 
khiển. Ngoài ra để khởi động còn có nút nhấn S0. Nhƣ vậy cần đến 7 ngõ vào số. 
Bảng ký hiệu 
98 
Kết nối dây với PLC: 
 Chƣơng trình PLC ở LAD: 
99 
Ví dụ 2. Điều khiển Máy doa miệng ống kim loại sử dụng Khí nén PLC 
Ống kim loại cần đƣợc doa miệng theo một khuôn cho trƣớc (sơ đồ công nghệ). 
Máy hoạt động nhƣ sau: 
Ngƣời vận hành đặt ống kim loại cần doa miệng vào vị trí sao cho miệng ống phải 
chạm vào cử chặn miệng ống. Sau đó ấn nút nhấn S0, xy lanh Cyl.1 sẽ kẹp ống lại. khi 
ống đã đƣợc kẹp thì cử chặn miệng ống tự động rút về. Xy lanh Cyl.2 sẽ hạ xuống doa 
miệng ống theo khuôn A. thời gian doa khỏang 3s. Sau đó xy lanh Cyl.2 rút về và khuôn 
B đƣợc xylanh Cyl.4 đƣa vào. Sau khi khuôn B đƣợc đƣa vào thì xy lanh Cyl.2 hạ xuống 
để doa miệng ống theo khuôn B. Tƣơng tự nhƣ khuôn A việc doa khoảng 3s. Sau đó xy 
lanh Cyl.2 trở về vị trí cơ bản của nó và xy lanh Cyl.4 cũng rút khuôn B về và đặt khuôn 
A về vị trí sẵn sàng cho ống kim loại kế tiếp. Sau khi miệng ống đã đƣợc doa theo khuôn 
B xong thì xy lanh kẹp ống Cyl.1 co về thả ống kim loại khỏi hàm kẹp. Xy lanh Cyl.2 
đƣợc đẩy trở về vị trí chặn miệng ống. Một chu kỳ mới lại có thể bắt đầu. 
 Sơ đồ công nghệ: 
Hình 5.48 Sơ đồ công nghệ máy doa miệg ống kim loại. 
 Sơ đồ mạch điều khiển khí nén: 
100 
Hình 5.49 Mạch điều khiển bằng khí nén máy doa miệng ống kim loại. 
Phân tích: 
 Từ sơ đồ điều khiển bằng khí nén ta nhận thấy các van xung chính trong mạch là 
1.1, 3.1 và 4.1 sẽ đƣợc thay thế bằng các van xung điện từ, và trong chƣơng trình PLC sẽ 
sử dụng các khau RS. Để điều khiển các van này ta cần 2 ngõ ra 
 Van 2.1 trong sơ đồ đƣợc thay thế bằng van điện từ có lò xo hồi phục vị trí. Để 
điều khiển van này ta dùng một ngõ ra. 
 Ba van xung 0.1, 0.2 và 0.3 là các van hỗ trợ trong mạch điều khiển bằng khí. Nó 
đƣợc thay thế bằng các ô nhớ. Van 0.1 là M0.0, van 0.2 là M0.1, và van 0.3 là M0.2. 
Theo sơ đồ điều khiển thì: 
 Khâu điều chỉnh trễ 3.5 đƣợc thay thế bằng một timer. 
101 
 Theo sơ đồ công nghệ ta cần đến 6 CTHT và một nút nhấn khởi động từ S0 đến 
S6 . Nhƣ vậy cần đến 7 ngõ vào số. 
 Bảng ký hiệu 
 Kết nối dây với PLC: 
Hình 5.50 Sơ đồ nối dây ngoại vi với ngõ vào ra của PLC 
 Chƣơng trình viết ở LAD: 
102 
103 
104 
 NỘI DUNG THẢO LUẬN 
 1.Nội dung thảo luận 1 : Đại số Boole và các phƣơng pháp điều khiển trong khí 
nén và thủy lực 
 2.Nội dung thảo luận 2 : Phƣơng pháp thiết kế mạch điều khiển khí nén và thủy 
lực 
 3.Nội dung thảo luận 3 : Phƣơng pháp thiết kế mạch điều khiển điện - khí nén và 
thủy lực. 
 4.Nội dung thảo luận 4 : Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén và thủy lực bằng 
phƣơng pháp Grafcet. 
 5. Nội dung thảo luận 5 : Điều khiển hệ thống khí nén và thủy lực bằng bộ điều 
khiển lập trình PLC 
 TÓM TẮT NỘI DUNG CỐT LÕI 
 Hiểu và nắm rõ đại số Boole, phƣơng pháp điều khiển và thiết kế mạch khí nén, 
điện khí nén cho hệ thống khí nén và thủy lực. 
 Điều khiển hệ thống khí nén thủy lực bằng bộ điều khiển lập trình. 
 CÂU HỎI ÔN TẬP, ỨNG DỤNG THỰC TẾ 
 1.Câu hỏi và bài tập ôn tập chương 5 
Bài 1. Cho biểu đồ trạng thái: 
Yêu cầu: 1 - Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo phƣơng pháp nhịp? 
 2- Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo phƣơng pháp Grafcet? 
Bài 2. Cho biểu đồ trạng thái: 
105 
Yêu cầu: 1 - Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo phƣơng pháp nhịp? 
 2- Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo phƣơng pháp Grafcet? 
Bài 3. Cho biểu đồ trạng thái: 
Yêu cầu: 1 - Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo phƣơng pháp nhịp? 
 2 - Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo phƣơng pháp Grafcet? 
 3 - Viết chƣơng trình lập trình trên PLC cho biểu đồ trạng thái 2 xy lanh 
trên? 
Bài 4. Cho biểu đồ trạng thái: 
Yêu cầu: 1 - Thiết kế mạch điều khiển điện - khí nén theo phƣơng pháp nhịp? 
 2- Thiết kế mạch điều khiển điện - khí nén theo phƣơng pháp Grafcet? 
106 
 3 - Viết chƣơng trình lập trình trên PLC cho biểu đồ trạng thái 2 xy lanh 
trên?
.
Bài 5. Cho biểu đồ trạng thái: 
Yêu cầu: 1 - Thiết kế mạch điều khiển điện - khí nén theo phƣơng pháp nhịp? 
 2- Thiết kế mạch điều khiển điện - khí nén theo phƣơng pháp Grafcet? 
 3 - Viết chƣơng trình lập trình trên PLC cho biểu đồ trạng thái 2 xy lanh 
trên? 
 Bài 6. Cho sơ đồ công nghệ máy khoan 
Một mẫu gỗ cần đƣợc khoan một lỗ ở giữa. Sơ đồ công nghệ để khoan mẫu gỗ 
đƣợc cho nhƣ hình vẽ. 
Sơ đồ công nghệ: 
107 
Sơ đồ điều khiển bằng khí nén: 
 Sử dụng PLC khí nén điều khiển công nghệ trên theo yêu cầu: 
1. Thiết lập bảng ký hiệu. 
2. Vẽ sơ đồ kết nối dây với PLC 
3. Viết chƣơng trình điều khiển theo hai cách: 
a. Sơ đồ kết nối dây cứng 
b. Theo yêu cầu công nghệ 
Bài 7. Sử dụng PLC khí nén điều khiển máy dập phôi thép tự động trong dây truyền sản xuất 
trụ điện bê tông theo yêu cầu: 
 Khi tác động tín hiệu khởi động ( nút nhấn PB ) pít tông kẹp chặt dịch chuyển từ vị 
trí A đến vị trí B thực hiện kẹp chặt phôi, lúc này LS2 đƣợc tác động và pít tông dập dịch 
chuyển từ vị trí C đến D để dập định hình phôi ( theo hình dạng khuôn ) lúc này LS4 tác 
động làm cho pít tông dập lùi về C và LS3 tác động. LS3 tác động làm cho pít tông kẹp dịch 
chuyển từ B về A và LS1 tác động dừng quá trình dập (hình 5.58) 
108 
Chú ý: PLC nhận tín hiệu từ PB khi LS1 và LS3 cùng tác động 
 2.Câu hỏi liên hệ thực tế : Thiết mạch điều khiển và lập trình PLC cho công nghệ máy 
cán tôn gồm 3 xi lanh. 
 HƢỚNG DẪN TỰ HỌC Ở NHÀ 
 Thiết kế mạch điều khiển cho công nghệ 3 xi lanh bằng phƣơng pháp Grafcet và lập 
trình điều khiển bằng PLC 
109 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Điều khiển khí nén và thủy lực (2003) – Lê Tiến Dũng, NXB Giáo Dục. 
2. Hệ thống điều khiển khí nén và thủy lực (2003), Bùi Hải Triều, NXB Giáo Dục 
3. Hệ thống điều khiển bằng khí nén (2003), Nguyễn Ngọc Phƣơng, NXB Giáo Dục.