Giáo trình Sản xuất tự động - Châu Mạnh Lực
GIAO TRÇNH
SAN XUÁT TÆ ÂÄNG
( 45tiãt )
DUNG CHO SINH VIÃN NGANH CHÃ TAO MAY
Cháu Manh Læc
5
I. KHAI NIÃM VÃ SAN XUÁT TÆ ÂÄNG
1.1. Khai niãm
Ngay nay, âã náng cao nàng suát lao âäng, náng cao chát læång va än âënh
chát læång san phám, ngæåi ta âa âæa vao cac dáy chuyãn thiãt bë san xuát trong
cäng nghiãp cac hã thäng âiãu khiãn tæ âäng tæng phán hoàc toan bä qua trçnh san
xuát.
Cung våi viãc sæ dung ngay cang nhiãu cac hã thäng san xuát tæ âäng, con
ngæåi âa âæåc cai thiãn âang kã âiãu kiãn lao âäng nhæ giam nhe âæåc sæc lao
âäng, tranh âæåc sæ nham chan trong cäng viãc, tao âiãu kiãn cho ho âæåc tiãp cán
våi cac lénh væc tiãn bä khoa hoc ky thuát va âæåc lam viãc trong mäi træång ngay
cang vàn minh hån.
Trong nãn kinh tã thë træång va âiãu kiãn häi nháp sáu räng vao nãn kinh tã
thã giåi, ván âã canh tranh cang ngay cang khäc liãt hån trãn nhiãu lénh væc nhæ
chát læång, máu ma va gia thanh san phám. Co thã tháy ràng chè co thã ap dung tæ
âäng vao qua trçnh san xuát måi co thã co cå häi náng cao nàng suát, tao tiãn âã cho
viãc giam gia thanh san phám, âäng thåi âam bao chát læång än âënh cua san phám
cung nhæ co thã thay âäi máu ma san phám mät cach nhanh chong.
Ngay nay, háu hãt cac dáy chuyãn san xuát sæ dung cac hã thäng tæ âäng âa
cho phep cac doanh nghiãp co thã thay âäi cäng nghã mät cach de dang va thuán låi
våi cac bä âiãu khiãn kha trçnh nhæ trãn cac may cäng cu âiãu khiãn theo chæång
trçnh sä CNC, trãn cac bä âiãu khiãn logic kha trçnh PLC. Hån thã næa, våi sæ phat
triãn nhanh chong cua lénh væc cäng nghã truyãn thäng âa cho phep æng dung cac
lénh væc tä chæc va âiãu hanh toan bä cac qua trçnh san xuát mät cach täi æu nhát
bàng viãc sæ dung cac cäng nghã âiãu khiãn nhæ sæ dung mang Petri, GRAFCET...
trong qua trçnh san xuát linh hoat FSM va trong san xuát têch håp CIM.
1.2. Muc tiãu cua tæ âäng hoa qua trçnh san xuát.
Vã cå ban co thã nhán tháy ràng, tæ âäng hoa qua trçnh san xuát bãn canh
nhæng màt têch cæc cua no nhæ âa nãu trãn thç ván co nhæng ván âã cung phai cán
quan tám va phai co sæ phán têch mät cach ky læång âã co nhæng giai phap æng
dung håp ly, âo la ván âã xa häi. Vç sæ ap dung tæ âäng hoa nhanh vao cac hã thäng
thiãt bë cäng nghiãp se keo theo mät læc læång lån cäng nhán thát nghiãp, màt khac
6
qua trçnh chuán bë nhán læc co trçnh âä nghã nghiãp thêch æng chæa âap æng âæåc
mät cach âäng bä, âàc biãt la trong qua trçnh âao tao. Háu hãt cac doanh nghiãp co
mæc âä tæ âäng hoa cao âãu sæ dung cac cäng nhán cu âæåc âao tao lai âã këp thåi
phuc vu træåc màt, båi váy ho cung chè âæåc nàm bàt nhæng ky nàng va thao tac hãt
sæc cå ban ma chæa âat âãn trçnh âä theo yãu cáu. Do váy cán phai nhçn nhán ván
âã mät cach co khoa hoc âã xac láp âæåc muc tiãu cua tæ âäng hoa.
Co thã tháy ràng, tæ âäng hoa qua trçnh san xuát la nhàm âat âãn cac muc
tiãu chu yãu sau âáy:
Giam gia thanh san phám do viãc tàng nàng suát, giam cac chi phê vã vát tæ
tiãu hao, giam ty lã phã phám.
Loai bo hoan toan nhæng cäng viãc nàng nhoc, âäc hai va nguy hiãm âãn
tênh mang con ngæåi, vê du nhæ trong cac lo phan æng hat nhán, trong cäng tac tham
hiãm vu tru va thàm do âay biãn....
Thay thã hoan toan cho con ngæåi trong qua trçnh kiãm tra, giam sat chát
læång san phám, nhå váy loai træ âæåc cac yãu tä chu quan ma lam cho chát læång
san phám än âënh hån.
Thæc hiãn cac âäng tac hãt sæc chênh xac va kheo leo ma con ngæåi khäng
thã lam âæåc nhæ chã tao va làp rap cac chi tiãt va linh kiãn cæc nho nhæ cac vi
mach, chêp xæ ly, trong cäng nghã nanä cung nhæ trong cäng tac tçm kiãm va sæa
chæa cac hæ hong va sæ cä trong qua trçnh ván hanh va khai thac cac thiãt bë...
1.3. Kha nàng thêch æng nhanh va tao nhanh cac san phám
Bàng cac ky thuát hiãn âai, ngay nay cac nha san xuát cäng nghiãp co thã rut
ngàn âãn mæc täi âa thåi gian kã tæ khi hçnh thanh y tæång âãn khi cho ra âåi cac
san phám nhæ sæ dung cac cäng nghã têch håp, cac phán mán mãm thiãt kã, quan ly
va chã tao nhæ cäng nghã CAD/CAM.
1.4. Cáu truc chung cua mät hã thäng san xuát tæ âäng
Mäi mät hã thäng san xuát tæ âäng phai bao ham trong âo cac khäi âiãu
khiãn va khäi cháp hanh. Chæc nàng cäng nghã cung våi cac chæång trçnh hoat
âäng âæåc chuyãn âãn cho khäi âiãu khiãn dæåi dang cac chæång trçnh cæng hay
mãm thäng qua cac thao tac træc tiãp cua con ngæåi thäng qua ban phêm láp chæång
trçnh hay tæ cac vát mang tin nhæ cac loai bàng âät lä, âéa mãm, bàng tæ hoàc cap
truyãn sä liãu. Khäi âiãu khiãn se nhán va xæ ly cac thäng tin thäng qua cac hã
thäng tênh toan sä hoc, logic va näi suy se phat ra cac lãnh tæång thêch tai tæng thåi
âiãm thêch håp cho khäi cháp hanh nhàm thæc hiãn cac chæc nàng cäng tac cua qua
7
trçnh cäng nghã nhæ dëch chuyãn ban may, thæc hiãn cäng viãc ep, cung cáp phäi
liãu , nguyãn liãu, trän hoàc thao san phám, quay ban may âãn vë trê tiãp theo...
Âã khäi cháp hanh co thã hoat âäng âæåc cung nhæ âã giam sat sæ hoat âäng
cua cac cå cáu cháp hanh, ngæåi ta con bä trê thãm trong hã thäng cac cå cáu trung
gian nhæ cac van âong må cac thiãt bë dán âäng va cac cam biãn âã giam sat, theo
doi sæ hoat âäng cua hã thäng nhàm âiãu chènh sæ hoat âäng mät cach nhanh chong,
këp thåi va chuán xac.
Âã âam bao cho sæ hoat âäng än âënh cua hã thäng, cán phai cung cáp nguän
nàng læång nhæ âiãn, dáu ep hoàc khê nen co chát læång va cán phai co sæ tham gia
cua con ngæåi nhæ láp chæång trçnh, thay âoi chæång trçnh hoat âäng, khåi âäng chu
trçnh cung nhæ can thiãp træc tiãp mät cach këp thåi khi cán thiãt nhæ hã thäng co sæ
cä hoàc co thäng bao läi...
Ngay nay, våi ky thuát truyãn sä liãu âa phat triãn å mæc dä cao, cac hã
thäng san xuát tæ âäng con thæc hiãn âæåc sæ giao tiãp våi cac may tênh va cac
mang truyãn thäng cuc bä trong tæng phán xæång, trong nha may (LAN) hoàc ca
âäi våi cac hã thäng san xuát tæ âäng khac å cac âëa âiãm khac nhau (NET).
Co thã tom tàt så âä cáu truc cua mät hã tæ âäng noi chung :
KHÄI CHÁP HANH
KHÄI ÂIÃU KHIÃN
DÁN ÂÄNG
Van dán âäng
HÃ
THÄNG
XÆ LY
CAC QUA
TRÇNH CÄNG
NGHÃ
Cam biãn
HÃ THÄNG
XÆ LY KHAC
Hçnh 1.1 : Så âä hã thäng san xuát tæ âäng
8
1.5. Khäi cháp hanh
1.5.1. Cac hã thäng dán âäng
Muc âêch cua hã thäng dán âäng trong hã thäng san xuát tæ âäng la nhàm
thæc hiãn cac chæc nàng cäng tac cua qua trçnh san xuát. Yãu cáu cå ban âäi våi
cac hã thäng dán âäng nay la co thã âiãu khiãn täc âä vä cáp âã nhàm thoa man våi
nhiãu chã âä cäng nghã khac nhau cung nhæ âam bao sæ hoat âäng cua hã thäng
mät cach än âënh nhàm chäng lai cac anh hæång do nhiãu tac âäng. Âäi våi hã
thäng dán âäng, ngoai yãu cáu trãn, con phai âam bao co hã sä cæng væng âäng læc
hoc cao, âap æng nhanh va nhay âäi våi cac tên hiãu âiãu khiãn. Co âä bãn cå hoc
cao va än âënh våi sæ hoat âäng trong thåi gian dai va liãn tuc. Tuy theo yãu cáu vã
chã âä cäng nghã cua tæng hã thäng va cac qua trçnh cäng nghã ma co sæ phán têch
va læa chon cac hã thäng nay mät cach thêch håp.
Co thã phán hã dán âäng theo 2 dang cå ban trãn cå så nguän nàng læång :
âiãn va thuy khê.
a. Dán âäng âiãn
Dán âäng âiãn âæåc sæ dung phä biãn nhát hiãn nay do nguän cung cáp nàng
læång âiãn thäng dung va phä biãn nhát. Sæ dung nàng læång âiãn rát thuán tiãn va
âån gian vç háu hãt cac doanh nghiãp âãu co nguän nàng læång âiãn, co thã nguän
nàng læång tæ hã thäng âiãn quäc gia, nguän nàng læång âiãn tæ cac may phat âiãn
cuc bä hoàc cac nguän nàng læång âiãn khac nhæ phong âiãn, thuy âiãn hoàc nàng
læång màt tråi. Hån næa cac tên hiãu âiãu khiãn va cac tên hiãu giam sat cung chung
mät âai læång vát ly nãn viãc âiãu khiãn tæ âäng la thuán låi nhát. Tuy nhiãn, dán
âäng âiãn chè co thã tao ra cac chuyãn âäng quay, vç thã muän tao ra cac chuyãn
âäng khac theo yãu cáu nhæ chuyãn âäng tënh tiãn, chuyãn âäng làc theo chu ky
hoàc cac chuyãn âäng quay trong goc quay giåi han cán phai co thãm cac cå cáu cå
khê tham gia. Âäi våi cac âäng cå chay âiãn, ngæåi ta thæång sæ dung cac loai sau
âáy:
* Âäng cå 1 chiãu kêch tæ âäc láp.
Loai âäng cå âiãn 1 chiãu âa âæåc sæ dung tæ rát såm. Æu âiãm cua loai
âäng cå nay la co dai cäng suát rát räng, co thã tæ vai w âãn hang tràm kw. Khoang
âiãu chènh täc âä cung rát lån, mach âiãu chènh täc âä âa rát än âënh va co hã sä
âäng læc hoc cao. Tuy nhiãn do sæ dung cä gop nãn co thã gáy ra hiãn tæång nhiãu
hoàc bë mai mon, âàc biãt khi lam viãc trong cac mäi træång co âä ám cao hoàc co
9
nhiãu thanh phán àn mon nhæ cac vung ven biãn, do váy cán phai thæång xuyãn bao
dæång âã âam bao chã âä lam viãc cua âäng cå.
* Âäng cå bæåc.
Âäng cå bæåc la mät loai may âiãn hoat âäng dæåi tac dung cua cac xung råi
rac va kã tiãp. No co thã quay theo ca 2 chiãu tuy thuäc vao thæ tæ cung cáp âiãn
cho cac cæc cua stato. Mäi lán quay do tac âäng cua 1 xung âæåc 1 bæåc tæång æng
våi mät goc cua truc âäng cå va dæng lai chênh xac dæåi tac dung cua âiãn - tæ
træång. Bæåc la læång dëch chuyãn vã goc quay nho nhát âæåc xac âënh båi 2 vë trê
än âënh kã tiãp nhau. Trë sä nay thæång âæåc xac âënh theo sä bæåc trong mät vong
quay cua âäng cå. Thäng thæång la tæ 6 ÷ 200 bæåc ⁄ vong. Âäi våi loai âäng cå
bæåc hän håp lam viãc theo nguyãn tàc tæ trå nho nhát co thã tàng sä bæåc cua âäng
cå mät cach âang kã nhàm tàng kha nàng âä dëch chuyãn tinh nhàm thoa man theo
yãu cáu cua qua trçnh cäng nghã.
Nguyãn ly lam viãc cua âäng cå bæåc tæång tæ nhæ nguyãn ly lam viãc cua
âäng cå khäng âäng bä : phán cä âënh (vo âäng cå) la stato co cac cuän dáy làp âãu
trãn chu vi co dang vong nhán âàt vao cac ranh stato co dang chæ U âã tao nãn tæ
læc âáy nam chám. Phán quay cua âäng cå la rotor âæåc gàn våi truc thæång âæåc
chã tao tæ nam chám vénh cæu hay sàt non. Tai mäi thåi âiãm, vë trê cua chung âæåc
xac âënh theo gia trë cua bæåc ma tai âo tæ trå cua chung la nho nhát trong træång
håp thao tac âáy bæåc va co thã nàm å mät vë trê thêch håp våi tæ trå nho nhát trong
træång håp âiãu khiãn vi bæåc. Nhæ váy, co thã tháy la qua trçnh hoat âäng cua âäng
cå bæåc la gian âoan theo tæng bæåc hay vi bæåc, trong âo xáy ra liãn tuc qua trçnh
khåi âäng va dæng theo tæng xung cung cáp. Tai vë trê dæng, mä men âiãn tæ tac
dung giæ roto å vë trê chênh xac va ngæåi ta con goi la mä men ham.
Tán sä xung se quyãt âënh täc âä quay cua âäng cå bæåc, tán sä xung cang
lån thç täc âä quay cang cao va ngæåc lai. Tuy nhiãn khäng thã tàng tán sä lãn qua
lån vç khi âo hàng sä thåi gian âiãn tæ se giam xuäng va thåi gian dæng cua âäng cå
bæåc (âã dáp tàt cac dao âäng) co thã væåt qua hàng sä thåi gian âiãn tæ va nhæ váy
se tao nãn sæ hoat âäng liãn tuc va khäng thoa man yãu cáu cua âäng cå bæåc. Hån
næa, khi âo âäng cå cung khäng thã âao chiãu âæåc. Âáy goi la hiãn tæång bäi täc
hay vung tán sä lam viãc qua giåi han.
Sæ hoat âäng cua âäng cå bæåc âæåc biãu diãn qua âàc tênh âäng læc cua
chung nhæ hçnh 1.2. Trong âo hçnh (a) biãu diãn sæ hoat âäng bçnh thæång cua
âäng cå bæåc våi qua trçnh khåi âäng - dæng va lai khåi âäng tiãp tuc bæåc thæ 2, 3
10
... theo cung chiãu hoàc ngæåc chiãu ma khäng co sæ sai lãch bæåc. Thåi gian giæa 2
xung âu âam bao lam tàt hãt dao âäng va räto se dæng âã thæc hiãn tiãp tuc xung kã
tiãp.
Hçnh (b) biãu diãn vung bäi täc, tai vung nay, âäng cå khäng âap æng tæc
thåi cac lãnh khåi âäng - dæng âung vë trê va bæåc bë sai lãch hoàc khäng thã âao
chiãu âæåc. Trong træång håp nay, hàng sä thåi gian âiãn tæ co gia trë xáp xè våi
thåi gian cán thiãt âã mä mem ham cua âäng cå gáy ra âã dæng rotor âung vë trê
bæåc.
Vë trê
3
2
1
4
3
t1
t1
2
1
T
T
t
Hçnh 1.2: Sæ dëch chuyãn cua âäng cå bæåc
Mäi quan hã giæa mä men va tán sä bæåc hay täc âä quay cua âäng cå bæåc
tæång tæ nhæ âäng cå khäng âäng bä 3 pha va âæåc biãu diãn qua âàc tênh cå cua
chung. Mäi hang san xuát âäng cå bæåc âãu co cac âàc tênh cå khac nhau va thæång
âæåc cung cáp theo khi ban hang.
Tæ âä thë âàc tênh cå, ta co mät sä nhán xet liãn quan âãn âiãu kiãn lam viãc
va chã âä sæ dung cua âäng cå bæåc nhæ sau:
Tán sä tåi han ft : la tán sä bæåc lån nhát ma âäng cå co thã lam viãc ma
khäng bë sai lãch bæåc quay khi co tai trong. Tán sä bæåc tåi han lån nhát ftmax la
tán sä ma âäng cå bæåc co thã âat âæåc khi quay khäng tai.
11
Tán sä khåi âäng fk la tán sä bæåc lån nhát ma âäng cå co thã khåi âäng khi
co tai. Tán sä khåi âäng lån nhát fkmax la tán sä bæåc lån nhát ma tai âo âäng cå co
thã khåi âäng khäng tai.
Mämen tåi han Mt : la mä men lån nhát tac âäng lãn truc ma âäng cå co thã
quay tæång æng våi tán sä tåi han. Âæång (1) trãn hçnh ve âàc træng cho mä men tåi
han theo sæ thay âäi cua tán sä bæåc.
Mä men khåi âäng Mk : la mä men lån nhát ma âäng cå co thã quay våi tán
sä khåi âäng. Sæ thay âäi cua Mk theo tán sä âæåc biãu thë bàng âæång (2).
Tæ hai âæång âàc tênh âa tao nãn hai vung lam viãc cua âäng cå bæåc. Vung
A la vung khåi âäng - dæng ; vung B la vung bäi täc va khäng nãn dung.
Mf va fb la mä men tai va tán sä bæåc.
Ngoai ra, nhæ âa noi trãn, âäng cå bæåc con co mä men duy trç (mä men
ténh) do tæ træång cua cuän dáy stato tao ra âã giæ âäng cå âæng yãn (dæng âung tai
vë trê bæåc).
1
2
Mt
Mk
A
Mf
B
fb
fk fkmax ft
ftmax
Bæåc/ s
Hçnh 1.3: Âàc tênh cå âäng cå
Cáu truc cua âäng cå bæåc nhæ âa mä ta å trãn co thã âæåc biãu diãn nhæ
hçnh 1.4.
Tuy nhiãn, âã náng cao cäng suát cua âäng cå bæåc cung nhæ âã tàng sä
bæåc cua âäng cå, ngæåi ta ghep âäng truc nhiãu âäng cå bæåc âæåc biãu diãn nhæ
12
trãn âã tàng mä men va khi âo cac cæc (ràng) cua stato âæåc bä trê lãch âi mät goc
goc nao âo sao cho phán bä goc ràng chia âãu cho sä stato âæåc ghep.
ROTOR
N
N
S
S
STATOR
CUÄN DÁY
Hçnh 1.4 : cáu tao cua âäng cå bæåc
Vê du co 6 stato ghep lai va sä ràng (bæåc stato) cua stato la 20, ta se co cac
cæc cua stato xãp lãch trãn âæång sinh 1 goc la :
3600
ϕl =
= 30
20× 6
O(+)
a
b
c
d
e
f
Hçnh 1.5: biãu diãn âäng cå bæåc va sæ bä trê bæåc Stato.
13
Viãc âiãu khiãn âäng cå bæåc âæåc thæc hiãn do mät thiãt bë âiãn tæ thæc
hiãn âæåc goi la bä chuyãn phat. Tuy váy træåc khi âi âãn viãc nghiãn cæu cáu truc
bä âiãu khiãn nay, ta thiãt láp cäng thæc xac âënh sä bæåc cua âäng cå âã tæ âo xáy
dæng qua trçnh âiãu khiãn cho thêch håp.
Nãu goi sä ràng cua stato la Zs va sä ràng cua rotor la Zr thç sä bæåc nb cua
âäng cå bæåc âæåc tênh :
Zs × Zr
nb =
Zs − Zr
Nãu âæåc ghep âäng truc nhiãu rotor va stato theo hçnh 8 thç sä bæåc cua
âäng cå bæåc âæåc tênh.
Zs × Zr
Zs − Zr
nb =
× k
Trong âo, k la sä læång rotor va stato âæåc ghep.
ϕz
a
b
c
d
e
f
ϕv
ZS
Hçnh 1.6. Så dä bä trê cac cæc cua âäng cå bæåc
Hã âiãu khiãn âäng cå bæåc phai âam bao âæåc cac chæc nàng sau âáy:
Cung cáp âu sä læång xung cán thiãt vao cuän dáy stato theo yãu cáu cäng
nghã. Tao cac xung våi cac tán sä khac nhau va tán sä nay co thã thay âäi âæåc theo
quy luát mong muän.
14
- Chuyãn cac xung âiãn ap vao cac cuän dáy stato theo yãu cáu vã chiãu
quay mät cach chênh xac.
- Lam giam âæåc cac dao âäng cå hoc.
Hã thäng nay âæåc thæc hiãn bàng mät så âä logic mach âiãn tæ sä âæåc bä
trê nhæ trãn hçnh 1.7.
Xung
âiãu
AND
khiãn
ROTOR
T1
T4
A
F1
O (+)
1
phai
m
4
trai
F2
2
T3
3
B
T2
CHIÃU QUAY 1234
A B T1 T2 T3 T4
CHIÃU QUAY 1432
m
m
A B T1 T2 T3 T4
Hçnh 1.7. Mach âiãu khiãn âäng cå bæåc
15
Vê du trãn hçnh 1.7 la biãu diãn så âä bä chuyãn phat sæ dung mach logic
âiãn tæ sä thæc hiãn âiãu khiãn 1 âäng cå bæåc co 4 cuän stato tæång æng våi cac
cuän dáy âæåc âanh sä 1,2,3,4.
Âáu vao âæåc cung cáp bàng cac xung do may phat xung hoàc bä tao xung
phat ra. Thanh phán cua mach la cac linh kiãn ban dán va vi mach. Viãc kêch thêch
cac cæc cua âäng cå bæåc thæc hiãn theo thæ tæ 1 - 2 - 3 - 4 do cac Transitor cäng
suát thæc hiãn. (T1, T2, T3, T4) thäng qua cac cäng logic thæc hiãn. Nhå sæ thay âäi
trçnh tæ bä chuyãn phat cung cáp cho Transitor qua cac cäng logic AND ma chiãu
quay cua âäng cå co thã thay âäi âæåc. Hai bä än âënh P1 va P2 tao cac tên hiãu
âong må cho cac cäng âiãu khiãn. Trang thai cua chung co thã âiãu khiãn âäng cå
quay theo chiãu kim âäng hä hoàc ngæåc lai.
*Âäng cå khäng âäng bä 3 pha âiãu khiãn bàng biãn tán.
Âäng cå 3 pha sæ dung biãn tán âã âiãu khiãn täc âä måi âæåc nghiãn cæu va
æng dung gán âáy, tuy nhiãn no âa âæåc phat triãn mät cach nhanh chong do co
nhiãu æu âiãm näi träi hån cac loai âäng cå trãn nhæ mä men må may lån, mä men
qua tai lån, cäng suát lån cung nhæ chát læång âàc tênh cå tät. Khäng cán phai co cä
gop va vç thã co âä bãn vã cå hoc tät hån va khäng cán thiãt phai bao dæång âënh ky
nhæ âäng cå âiãn 1 chiãu.
b. Dán âäng bàng thuy læc va khê nen
Âäi våi cac loai âäng cå thuy - khê va xi lanh - piston thuy - khê, æu âiãm cua
hã dán âäng nay la co thã tao ra chuyãn âäng quay va chuyãn âäng thàng tuy theo
muc âêch va yãu cáu sæ dung. Vç thã chung co thã sæ dung mät cach træc tiãp ma
khäng cán thiãt phai qua cac bä chuyãn âäi trung gian bàng cac cå cáu cå khê khac.
Tuy nhiãn do khac nhau vã cac âai læång vát ly cua thäng sä âiãu khiãn våi hã âiãu
khiãn nãn cán co cac bä chuyãn âäi va vç thã co thã gáy ra cac sai sä.
* Dán âäng thuy læc.
Dán âäng thuy læc âæåc sæ dung trong træång håp khi co yãu cáu tai trong
tac dung lån, chuyãn âäng chám va cán thiãt phai âæåc âiãu khiãn chênh xac. Æu
âiãm âang kã nhát cua loai dán âäng nay la co thã tao âæåc mät cäng suát rát lån
trong khi kêch thæåc khuän khä va kãt cáu la nho gon nhát. Tuy nhiãn no co nhæåc
âiãm la cac phán tæ trong hã thäng cán phai co âä chênh xac khi chã tao va làp rap
16
rát cao, gia thanh âàt. Nhay cam våi sæ thay âäi cua nhiãt âä, cán phai bä trê hã
thäng dáu häi nãn chè sæ dung âäc láp trong tæng may riãng re.
Ngay nay, co thã kãt håp giæa dán âäng thuy læc våi cac dán âäng âiãn nhæ
cac loai âäng cå bæåc - âiãn thuy læc âã khàc phuc cac nhæåc âiãm trãn.
* Dán âäng khê nen.
Dán âäng khê nen thæång âæåc dung trong cac træång håp âong må cac van,
cac dán âäng khäng yãu cáu vã âä chênh xac âiãu khiãn täc âä va vë trê. Thæång hay
sæ dung trong cac hã thäng âiãu khiãn logic nhæ ga làp, kep chàt, làp ghep cac chi
tiãt, dëch chuyãn phäi liãu, náng ha hoàc quay ban...
Æu âiem cua loai dán âäng nay la tán dung cac nguän khê nen co sàn trong
cac nha may, phán xæångva khê thai sau khi sæ dung xong co thã thai ra mäi træång
ma khäng cán hã thäng äng dán phæc tap.
Nhæåc âiãm: Do âan tênh cua khê nen va sæ nhay cam våi nhiãt âä nãn chè
dung våi træång håp tac âong 2 vë trê nhæ âong, må.
1.6.Khäi âiãu khiãn
Khäi âiãu khiãn la nåi thæc hiãn cac nhiãm vu nhæ nhán thäng tin tæ cac vát
mang tin va chuyãn no thanh cac lãnh âã âiãu khiãn khäi cháp hanh, âäng thåi giam
sat sæ hoat âäng cua khäi cháp hanh thäng qua cac cam biãn âã âiãu chènh hã thäng
hoat âäng än âënh mät cach këp thåi va chuán xac.
1.6.1. Hã âiãu khiãn cæng
Våi hã âiãu khiãn nay, viãc âiãu khiãn qua trçnh hoat âäng tæ âäng âæåc thæc
hiãn theo cäng nghã láp tuyãn. Vê du nhæ trong cac mach âiãu khiãn logic bàng âiãn
va khê nen hay trong cac hã âiãu khiãn cæng nhæ våi cac cám làp trãn truc phán phäi
trong cac may tæ âäng âiãu khiãn bàng cam.
Âàc âiãm cua hã âiãu khiãn cæng nay la chè hoat âäng theo cac chæång trçnh
ma ngæåi thiãt kã âa làp âàt. Khi cán thay âäi mät sä hoat âäng cua hã thäng thç
phai âiãu chènh hoàc thay thã mät sä phán tæ, thám chê co thã phai thay thã toan bä
hã thäng khac.
Pham vi æng dung cua phæång phap âiãu khiãn nay trong nhæng træång håp
hoat âäng theo tæng chæc nàng ma tênh chát hoat âäng cua no la âa täi æu, än âënh
nhæ cac træång håp gàp phäi, kep va thao chi tiãt, cac chæång trçnh hoat âäng cua
cac may dáp, may càt âät, cac hã thäng ván chuyãn nguyãn liãu, san phám, âong
goi, âo kiãm va phán loai san phám...
17
1.6.3. Hã âiãu khiãn láp trçnh âæåc
Ngay nay, våi sæ phat triãn cua cac lénh væc vi âiãn tæ va tin hoc âa cho phep
ngæåi ta âæa vao cac bä vi xæ ly, cac bä tênh toan sä hoc, logêc va näi suy vao trong
cac khäi âiãu khiãn nhàm muc âêch âiãu khiãn qua trçnh hoat âäng cua cac thiãt bë
mät cach linh hoat bàng viãc thay âäi cac chæång trçnh hoat âäng cua cac may moc,
thiãt bëtheo cäng nghã yãu cáu nhå sæ thay âäi chæång trçnh trãn cå så cac vát chát
âa co.
Ngay nay, cac hã âiãu khiãn kha láp trçnh âa âæåc âæa vao va sæ dung kha
räng rai nhæ cac bä âiãu khiãn kha trçnh PLC sæ dung trong cäng nghiãp, cac hã
thäng âiãu khiãn sä trãn cac may cäng cu CNC, cac trung tám gia cäng, Robot va
cac hã thäng DNC, CIM.
1.7. Van dán âäng
Muc âêch cua cac van la sæ dung tên hiãu âiãu khiãn tæ khäi âiãu khiãn co
cäng suát rát nho âã thæc hiãn cac chæc nàng âong må cac dán âäng co cäng suát
lån. Âàc âiãm cua cac van nay co nhiãu kiãu khac nhàunhng yãu cáu cå ban la phai
co tac âäng nhanhva nhay våi cac tên hiãu âiãu khiãn. Tuy theo hã dán âäng ma sæ
dung cac cac loai van tæång æng.
Âäi våi dán âäng âiãn, no thæång la Råle, Cäng tàc tå hoàc khåi âäng tæ.
Âäi våi dán âäng thuy khê thç thæång sæ dung cac loai van Solenoid, van
træåt hoàc van quay âiãu khiãn.
1.8. Cam biãn
Muc âêch cua cam biãn la giam sátccs hoat âäng cua cac dán âäng hoàc cac
cå cáu cháp hanh âã nhán cac âai læång vát ly thæccua qua trçnh hoat âäng va biãn
âäi no thanh cac dai læång âiãu khiãn (âai læång âiãn) âã cung cáp cho khäi âiãu
khiãn nhàm âiãu khiãn hã thäng mät cach än âënh va chênh xac nhát.
Tuy thuäc vao cac qua trçnh cäng nghã ma læa chon cac loai cam biãn cho
thêch håp våi cac âai læång cán xac âënh. Cam biãn co rát nhiãu loai nhæ cam biãn
ap suát; cam biãn täc âä; cam biãn læc va khäi læång; cam biãn vë trê, ván täc va gia
täc; cam biãn häng ngoai; cam biãn tæ; cam biãn læu læång; cam biãn nhiãt âä....
Tuy nhiãn trong ky thuát, thäng thæång ngæåi ta sæ dung cac loai cam biãn sä va
tæång tæ. Trong træång håp sæ dung cam biãn tæång tæ thç cán thiãt phai co thãm bä
chuyãn âäi AD (tæång tæ sang sä).
18
II: CAC HÃ THÄNG SÄ ÂÃM VA MA
Hã thäng sä âãm (Number system) la mät táp håp co thæ tæ cac chæ sä âã
biãu diãn mät sä bát ky. Trong thæc tã ta thæång gàp hã thäng âãm tháp phán våi cå
sä cua hã thäng âãm nay la 10, ngoai ra ta con gàp cac hã thäng sä âãm khac nhæ hã
âãm nhë phán (Binary) våi cå sä âãm la 2, hã âãm cå sä 8 (Octal) va hã âãm cå sä
16 (Hexadecimal). Cac hã âãm nay rát co y nghéa trong cac hã thäng sä nhæ may
tênh, cac bä vi xæ ly...
Ca hã thäng sä hoat âäng våi hã âãm nhë phán våi 2 chæ sä 0 va 1 va mäi
mät chæ sä la 1 bit (binary digital). Mät nhom 8 bit tao thanh 1 byte va nhom 4 bit
tao nãn 1 nibble. Vç ràng háu hãt hã thäng sä hiãn nay (Digital system) chè hiãu cac
con sä 0 va 1 nãn bát ky thäng tin nao , ma thæång la dæåi dang chæ sä, chæ cai hay
cac ky hiãu âàc biãt ... phai âæåc biãn âäi thanh dang sä nhë phán træåc khi no co
thã âæåc xæ ly bàng cac mach sä.
Thê du: Mät sä 11011101 la mät byte
Trong âo, 1101 la mät nibble.
Noi chung, trong bát ky mät hã thäng sä âãm nao, thç mät táp co thæ tæ cac
ky hiãu - goi la chæ sä - cung våi cac luát âæåc âënh nghéa âãu âæåc dung âã thæc
hiãn cac phep toan nhæ cäng, træ, nhán, chia... Mät táp håp cac sä âo tao ra mät sä
gäm 2 phán la phán nguyãn va phán tháp phán va chung âæåc ngàn cach nhau
bàng dáu pháy.
(N)b = dn-1 dn-2 ...d1 d0, d-1 d-2 ...d-m
Trong âo:
N la mät sä.
b la cå sä cua hã thäng sä âãm
n la sä chæ sä co trong phán nguyãn
m la sä chæ sä co trong phán tháp phán
dn-1 la chæ sä co nghéa nhát MSB (Most sinificant bit)
d-m la chæ sä êt nghéa nhát LSB (Least sinificant bit)
Thê du: (1101,10101)2 la hã âãm cå sä 2, sä 1 phêa cuäi cung bãn trai la
tæång æng våi dn-1 (n =4) la MSB va sä 1 phêa cuäi cung bãn phai la æng våi d-m la
LSB (m=5).
Cac hã thäng sä âãm thäng thæång âæåc sæ dung biãu diãn å bang 1-1:
19
Bang 2-1
Hã âãm
Ky Cå Nhæng chæ sä va ky tæ
Trong læång
âæåc gan cho vë
Vê du
hiãu sä
âæåc sæ dung
trê thæ i
Nhë phán
Cå sä 8 (octal)
Tháp phán
%
@
#
2
8
10
0 1
2i
10101,00
4235,37
3987,352
3FB9,C6
0 1 2 3 4 5 6 7
0123456789
8i
10i
Cå sä 16 (hexa)
$
16 0123456789ABCDEF
16i
Nhæ âa noi å trãn, âã co thã xæ ly âæåc cac thäng tin bàng cac mach sä âiãn
tæ cán phai biãn âäi cac ky tæ bàng cac chæ, cac dáu, cac ky hiãu âàc biãt va cac sä
thanh cac ky tæ å dang sä nhë phán. Âáy thæc chát la mät qua trçnh ma hoa
(encoder). Nhæ váy, ma hoa thäng tin la xac âënh cac chæ cai va chæ sä, cac dáu
bàng cach sæ dung cac ky hiãu khac.
Trong mät hã thäng sä, cac ma khac nhau co thã âæåc dung cho cac hoat
âäng khac nhau va vç ly do cán thiãt, ngæåi ta phai chuyãn âäi tæ ma nay sang ma
khac bàng cac mach chuyãn ma âã thæc hiãn muc âêch âo.
Ma trong thæc tã con âæåc sæ dung vç ly do an toan, co nghéa la cac thäng tin
ma ngæåi ta chuyãn âi cán thiãt ngæåi khac khäng thã âoc âæåc. Cung vç ly do nay
ma co rát nhiãu ma ra âåi ma ngæåi ta con goi la “mát ma”. Trong pham vi nghiãn
cæu vã âiãu khiãn sä, chung ta chè quan tám âãn mät sä ma chu yãu âa nãu trãn.
2.1. Hã âãm nhë phán
Hã thäng âãm sä våi cå sä 2 goi la hã âãm nhë phán. Chè co 2 loai ky hiãu
âæåc dung âã biãu diãn tát ca cac sä å trong hã thäng âãm la 0 va 1. Mäi gia trë cua
chung trong sä âæoc goi la 1 bêt. Âáy la hã thäng âãm co cå sä nho nhát va no la hã
thäng sä âãm vë trê, tæc la tát ca cac vë trê âæåc gan mät trong læång xac âënh. Thê
du: (11010,101)2 co thã âæåc viãt lai trong hã tháp phán la: 1.24+1.23+0.22+1.21
+0.20+1.2-1+0.2-2+1.2-3=26,625
Tæ cå så trãn, ta co thã chuyãn âäi 1 sä nhë phán thanh mät sä tháp phán
tæång âæång va ngæåc lai.
Thê du: Hay chuyãn mät sä sau âáy (25,675)10 å hã tháp phán sang hã nhë
phán
20
Âã tiãn hanh thu tuc chuyãn sä tháp phán trãn sang sä nhë phán, ta phán
chung lam thanh 2 phán - phán nguyãn (PN) va phán tháp phán (PL)- . Âäi våi
phán nguyãn, ta chia liãn tiãp cho 2 va giæ lai cac sä dæ. PN cua sä nhë phán la day
sä dæ âæåc âoc tæ dæåi lãn:
Vê du:
Thæång
12
6
Dæ
1
0
25:2
12:2
6:2
3
0
3:2
1:2
1
0
1
1
Váy PN cua sä nhë phán la:11001
Âäi våi phán tháp phán, ta nhán liãn tiãp våi 2 va giæ lai cac sä nguyãn âæåc
sinh ra, kãt qua cua PL la cac sä nguyãn âæåc âoc tæ trai sang phai:
0,675
x 2
1,35
1
0,35
x 2
0,70
0
0,70
x 2
1,40
1
0,40
x 2
0,80
0
0,80
x 2
1,60
1
0,60
x 2
1,20
1
Váy PL cua sä nhë phán la: 101011
Kãt qua cuäi cung: (25,675)10 = (11001,101011)2
Chu y: Viãc chuyãn âäi tæ sä tháp phán sang sä nhë phán khäng phai la luän
luän âung, ta co thã cháp nhán mät gia trë gán âung bàng cach kãt thuc qua trçnh
nhán 2 å mät gia trë mong muän sao cho sai sä do chuyãn âäi ma co thã cháp nhán
âæåc.
Cung nhæ cac phep toan trong hã tháp phán, sä nhë phán cung co cac phep
toan sä hoc cå ban nhæ cäng, træ, nhán, chia. Viãc thæc hiãn tênh toan no âæåc thæc
hiãn theo cac nguyãn tàc sau:
2.1.1. Phep cäng nhë phán:
Co thã biãu diãn luát cäng nhë phán theo bang 2-2
Kãt qua trong bang 2.2 la biãu diãn phep cäng 2 sä nhë phán sau:
1100
+ 1010
10110
Vê du: Hay cäng cac sä nhë phán sau:
21
1010011
+1101101
11000000
100101,101
+110001,001
1010110,110
Bang 2-2
Sä hang 1
Sä hang 2
Täng
Nhå
Kãt qua
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
2.1.2. Phep træ nhë phán
Luát træ nhë phán âæåc trçnh bay å bang 2-3
Bang 2-3
Sä bë træ
Sä træ
Hiãu sä
Mæån
Kãt qua
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
Kãt qua trãn la cua phep træ sau:
1100
-1010
0010
Vê du: Hay træ mät sä sä nhë phán sau:
11011
-10110
00101
1101001,101
-110010,001
0110111,100
Tuy nhiãn,trong phep træ khäng phai la luän luän thæc hiãn âæåc, vê du khi
phep træ våi sä bë træ nho hån sä træ thç kãt qua se khac âi do no phai mang dáu ám.
22
Vç thã, âã âån gian trong khi thæc hiãn phep træ, ngæåi ta xem phep træ la kãt qua
cua mät phep cäng cua sä bë træ våi sä træ mang dáu ám, khi âo ngæåi ta chè thæc
hiãn viãc cäng bçnh thæång va xac âënh kãt qua cua no dæa vao cac nhán xet trãn cå
så cua kãt qua cua phep cäng âo. Âiãu nay trong thæc tã lai cang thuán låi hån vç
cac mach sä âæåc thiãt kã chè thæc hiãn cac phep cäng nhë phán ma khäng cán
phaithiãt kã mach træ. Âã thuán tiãn cho viãc sæ dung, ngæåi ta âæa ra cac âënh
nghéa bu mät va bu hai.
a. Bu mät
Trong sä nhë phán, nãu thã bêt 1 bàng bêt 0 va ngæåc lai, ta se co mät sä nhë
phán khac âæåc goi la bu mät cua sä nhë phán thæ nhát.
Vê du: 01100110 la bu mät cua sä nhë phán 10011001.
b. Bu hai
Nãu cäng thãm 1 vao bu mät cua mät sä nhë phán thç ta nhán âæåc mät sä nhë
phán khac âæåc goi la bu hai cua no.
Vê du: 01100110 la bu mät cua sä nhë phán 10011001 thç bu hai cua no chênh
la 01100111.
Âäi våi 01001110 thç bu mät la : 10110001 va bu hai la : 10110010
Âäi våi 00110101 thç bu mät la : 11001010 va bu hai la : 11001011
Tæ âo, ta co kãt luán :
- Nãu bit co gia trë nho nhát LBS la sä 0 thç bu hai nhán âæåc bàng cach âäi mäi bit
0 thanh 1 va mäi bit 1 thanh 0 ngoai træ LBS va bit sat våi LBS.
- Nãu LBS la sä 1 thç bu hai nhán âæåc bàng cach âäi mäi bit 0 thanh 1 va bit 1
thanh 0 ngoai træ LBS (khäng thay âäi).
Trãn cå så âo, ta co thã sæ dung quy tàc sau âáy âã tçm bu hai cua sä nhë
phán: Kiãm tra cac bêt tæ LBS âãn MBS (tæ phai sang trai), viãt cac bit nhæ nguyãn
dang cua chung nãu la bêt 0 cho âãn khi gàp bit 1 âáu tiãn thç láy bu mät cua tát ca
cac bit con lai træ bêt 1 âo.
Ap dung : Tçm bu hai cua cac sä sau :
Å-----
01100100 Æ bu 2 : 10011100
Å-----
10010010 Æ bu 2 : 01101110
Å-----
23
11011000 Æbu 2 : 00101000
Å-----
01100111 Æ bu 2 : 10011001
Tæ âo, ta cung co kãt luán : Bu hai cua mät sä chênh la chênh sä âo.
c. Phep træ sæ dung bu hai
Nhæ trãn âa noi, phep træ nhë phán co thã âæåc thæc hiãn bàng cach cäng sä
bë træ våi bu hai cua sä træ. Nãu co 1 nhå cuäi cung la bit 1 âæåc sinh ra thç huy bo
gia trë nhå âo va kãt qua la nhæng bit con lai va âo la sä dæång (sä bë træ lån hån sä
træ). Nãu nhæ 1 nhå cuäi cung la bit 0 (khäng co nhå) thç kãt qua la sä ám (sä bë træ
nho hån sä træ) va hiãu cua no la bu hai cua kãt qua phep cäng å trãn.
Vê du : Thæc hiãn phep træ nhë phán sæ dung phæång phap cäng våi bu hai
cua sä træ:
Vê du: 7-5 =2 âæåc biãu diãn theo phæång phap trãn
0111 + 1011 =10010 la sä dæång va co gia trë la 0010 (2 trong hã tháp
phán), trong âo -5 âæåc biãu diãn bàng bu hai cua 0101 la 1011(bo nhå cuäi cung la
bit 1 va kãt qua : 0010 = + 2trong hã tháp phán).
Vê du: 5-7=-2 âæåc biãu diãn theo phæång phap trãn
0101 + 1001 = 1110 la mät sä ám va hiãu cua no la 0010 (bu hai cua
1110) chênh la 2 trong hã tháp phán, trong âo -7 âæåc biãu diãn bàng bu hai cua
0111 la 1001. Å âáy, nhå cuäi cung la bit 0 hay khäng co nhå nãn kãt qua la sä ám
va å dæåi dang bu hai tæc la bu hai cua 1110 la 0010 tæc la (- 2).
2.1.3. Phep nhán nhë phán :
Tæång tæ nhæ phep nhán tháp phán. Vê du : nhán 1101 våi 1010.
Sä bë nhán
Sä nhán
1101(muntifplicant)
1010 (muntifplier)
0000 hang thæ nhát
1101 hang thæ hai
0000 hang thæ ba
1101
10000010
2.1.4. Phep chia nhë phán :
Tæång tæ nhæ phep chia sä tháp phán :
Vê du : chia 110110 cho 1101
24
Tải về để xem bản đầy đủ
105 trang
24660
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Sản xuất tự động - Châu Mạnh Lực", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_san_xuat_tu_dong_chau_manh_luc.pdf
