Điều khiển bằng điện

Trong điểu khiển bằng điện, có thể chuyển mạch (đóng – mở) động cơ điện hoặc van điện từ bằng các thiết bị điểu khiển như công tắc, rơ le hoặc mạch tích hợp (1C).

Cấu tạo

Tùy theo kiểu truyền tín hiệu, người ta phân biệt điều khiển lập trình liên kết với rơ le và công tắc bảo vệ hoặc các linh kiện điện tử (transistor, môđun 1C v.v…) hoặc điểu khiển lôgic lập trình, trong đó xử lý tín hiệu được thực hiện trong CPU (bộ xử lý trung tâm) với môđun phần mểm.

Thiết bị chuyển mạch điện

Các linh kiện trong hệ điều khiển điện gồm nút ấn, công tắc, cảm biến, rơ le, và bộ ngắt điện. Trong sơ đổ mạch chúng được mô tả bằng ký hiệu chuyển mạch (Bảng 1).

Các linh kiện trong hệ điều khiển tiếp xúc bắng điện

Đối với điều khiển tiếp xúc, việc truyền tín hiệu được thực hiện qua chuyển mạch với công tắc điện, bằng điện từ với rơ le (Hình 1) hoặc bằng tay với công tắc và nút ấn.

Công tắc và nút ấn. Chúng được tác động bằng tay hoặc cơ khí, thí dụ như bằng ti pittông của xi lanh. Tiếp điểm của chúng được bố trí sao cho khi được tác động sẽ mở (tiếp điểm thường đóng – NC) hoặc đóng (tiếp điểm thường mở – NO). Sự phối hợp giữa tiếp điểm thường đóng và thường mở là một công tắc chuyển đổi (công tắc 2 vị trí).

Nút ấn sau khi được thả ra sẽ trở lại vị trí ban đẩu thông qua lực lò xo, trong khi công tắc vẫn ở lại vị trí chuyển mạch của chúng.

Cảm biến (công tắc tiệm cận) chuyên mạch (đóng-mở) khi tiến đến gắn một cơ phận máy hoặc chi tiết mà không tiếp xúc cơ học, bao gồm cảm biến từ, cảm biến cảm ứng, cảm biến điện dung và cảm biến điện quang (Trang 470).

Chúng có kích thước nhỏ, không bị mài mòn và có vận tốc đóng mở nhanh, và được ký hiệu là “B”trong sơ đồ mạch.

Bảng 2 liệt kê các ký hiệu chuẩn hóa thông dụng của thiết bị làm việc và dây dẫn điện trong các sơ đổ mạch điện.

Rơ le và bộ ngắt điện. Công tấc tiếp xúc tác động bằng điện từ được gọi là rơ le và bộ ngắt điện. Với rơ le, người ta có thể mở các thiết bị điện có công suất đến 1 kw, với bộ ngắt điện cho công suất lớn hơn. Nói chung, các rơ le và bộ ngắt điện có nhiều công tắc thường đóng và thường mở, tất cả có thể được tác động cùng lúc. Chúng thường được sử dụng trong xử lý tín hiệu (Hình 1).

Nhiệm vụ của rơ le và bộ ngắt điện

• Điều khiển từ xa cho các thiết bị điện
• Khuếch đại tín hiệu điều khiển cho mạch điện chính
• Nhân tín hiệu lên nhiều lần bằng các công tắc thường đóng và thường mở khác nhau
• Đảo tín hiệu bằng công tắc thường đóng và thường mở
• Liên kết lôgic của các tín hiệu
• Lưu tín hiệu với mạch tự giữ

Rơ le và bộ ngắt điện có thể đồng thời điểu khiển nhiều mạch điện.

Ký hiệu đấu nối ờ rơ le (Hình 2). Dòng điện chạy qua cuộn dây của rơ le KI, khi mạch dẫn điện đóng. Đấu nối của cuộn dây được ký hiệu là A1 và A2. Các công tắc thường mở được tác động bằng lưỡi gà (đóng-mở), với ký hiệu là 3 và 4, công tắc thường mở có số 1 và 2.

Khi có nhiều tiếp điểm thường mở hoặc thường đóng trên một rơ le, những tiếp điểm này được ghi theo số thứ tự 1,2,3,4…

Bộ ngắt điện chính (Hình 3). cổng của bộ ngắt điện chính A1 và A2 nối với L1 (dây bên ngoài) và N (dây trung tính). Có thể phân biệt các dây này theo màu của chúng. L1 có mầu đen hoặc nâu, dây trung tính N có màu xanh sáng. Các dây cách điện được phân biệt với các đấu nối của rơ le được phân biệt theo đường kính lớn hơn của chúng do điện áp đến 230 V.

Các sổ chỉ tiếp điểm của dây điện chính 1, 2, 3, 4 v.v… có 1 đơn vị (1 con số). Các số chẵn 2,4, 6 dẫn đến thiết bị tiêu thụ điện, chẳng hạn động cơ điện 3 pha và bảng nối điện tương ứng (T1, T2 và T3). Các số lẻ (1, 3, 5) dẫn đến điện nguồn của lưới điện (LI, L2 và L3). Các tiếp điểm điều khiển (13-14) của bộ ngắt điện được đặt ký hiệu giống như rơ le: Chúng bao gôm 1 số thứ tự và 1 số cho chức năng.

¹⁾NO: normally open = thường mở (tiếng Anh)

²⁾NC: normally closed = thường đóng (tiếng Anh)

Công tắc điện từ phụ thuộc thời gian

Công tắc điện từ phụ thuộc thời gian trong kỹ thuật điều khiển được gọi là rơ le thời gian hay rơ le định thời (Hình 1). Chúng có một cổng kết nối đến điện áp nguồn A1 – A2 và công tắc thường mở, công tắc thường đóng hoặc cả bộ chuyển đổi được tác động trễ (chậm).

Rơ le thời gian trong kỹ thuật điều khiển thường bao gồm trước hết giữa rơ le kéo trễ và rơ le sụt áp trễ (Hình 2).

Rơ le kéo trễ (chậm) chỉ đóng lại sau thời gian “t” đã được chỉnh trước theo công tắc thường mở hoặc công tắc thường đóng tương ứng. Các công tắc này lập tức trở lại trạng thái tín hiệu “0”, khi không còn sự tác động của rơ le thời gian. Đối với rơ le sụt áp trễ (chậm), công tắc thường đóng hoặc thường mở được tác động ngay lập tức. Khi điện áp giảm nhanh tại các cổng AI – A2 quá trình sụt áp bắt đẩu: chỉ sau thời gian đã chỉnh trước tại bộ đo điện thế quay (điều chỉnh điện trở) công tắc thường mở và công tắc thường đóng mới trở về trạng thái ban đẩu của chúng.

Thời gian tác động công tắc thường đóng và thường mở tại lưỡi gà được ký hiệu bằng hình bán nguyệt (“cây dù”). Cũng cần lưu ý là việc đặt ký hiệu cho chức năng của công tắc thường mở 7-8 và chức năng của công tắc thường đóng 5-6 khác với rơ le thông thường.

Điều khiển công tắc bằng điện

Mô tả. Điểu khiển công tấc bằng điện được mô tả trong sơ đồ mạch điện, sửdụng các biểu tượng và các ký hiệu chuẩn hóa (Bảng 1 và 2, Trang 507). ở sơ đổ mạch điện với cách mô tả tương quan (tổng quát) người ta nhận biết được sự phụ thuộc vào nhau của từng linh kiện. Sơ đổ mạch điện với cách mô tả chi tiết sẽ cho thấy một cái nhìn rõ ràng hơn (Hình 3).

Chiều dẫn điện trong kỹ thuật điều khiển thường là dòng điện được dẫn từ trên (24 V/+) qua dây điện xuống dưới (0 V/-). Tất cả các thiết bị đóng mở được đặt song song với đường dây dẫn điện. Những thiết bị này và các phẩn tử khác đều có ký hiệu thống nhất để có thể nhận biết trong các mạch điện khác nhau. Thiết bị (phương tiện sản xuất) được vẽ trong tình trạng ban đẩu của hệ điều khiển. Trong nhiều trường hợp có thể tách mạch điểu khiển điện có chứa rơ le ra khỏi mạch điện chính có kết nối với các bộ điểu chỉnh và động cơ công suất lớn.

Đấu nối dây với thanh kẹp

Đối với hệ thống điều khiển bằng điện – khí nén hoặc điều khiển lập trình với đấu nổi dây riêng rẽ có thể sửdụng cácthanh kẹp được lắp đặt trực tiếp trên máy móc hoặc đưa vào trong tủ điện (Hình 1). Mục đích là giảm giá thành đấu nổi dây, dễ dàng phát hiện lỗi và sửa chữa nhanh. Có thể dễ dàng tháo và thay thế các phẩn tử hư hỏng trên thanh kẹp.

Kết cấu (Cấu tạo) kẹp. Dây thứ nhất của hệ điều khiển được dẫn đến phía trái của thanh, thí dụ đầu dây của cuộn dây trên van điện từ 1M1. Người ta vặn ốc kẹp dây được cách điện vào trên thanh kẹp. Dây thứ hai được dẫn đến phía bên phải, thí dụ đến cổng thường mở 24 của rơ le KI (Hình 2). Kẹp nối được đánh số, thí dụ với số 12. Các kẹp nối cạnh nhau được cách điện và được nối với nhau qua mạch cẩu, thí dụ kẹp nối 7-8 (Hình 4).

Sơ đổ đấu nối kẹp. Vị trí đấu nối kẹp được trình bày trong sơ đồ mạch điện và danh mục vị trí kẹp (Hình 4).

Bắt đẩu từ phía trái của sơ đồ mạch điện người ta điền vào danh mục vị trí tất cả phần tử có điện áp dương với 24V và đấu nối từ số 1 đến 3. Tương tự, quy trình này được thực hiện với điện áp âm. Sau đó các phẩn tử được đấu vào kẹp nối trên các đường dây điện riêng rẽ từ 1 đến 5, thí dụ S1 trên kẹp số 7 và 1B1 trên kẹp số 8.Tại đây cũng phải đấu nối mạch cẩu.Trên đường dây điện thứ hai, không nối K2 với cổng 12 và K1 với cổng A1 trên thanh. Sự kết nối này được đấu trực tiếp. Đường dòng điện số 5 kết thúc danh mục vị trí kẹp nổi. Sau đó kẹp có số X1 đến X12 được điền vào sơ đổ mạch điện (Hình 3). Khi sử dụng nhiều thanh kẹp, thì chúng được đánh số thứtự liên tiếp nhau. Đối với các sơ đó mạch thiết kế trên máy tính, danh mục vị trí này sẽ được tạo ra một cách tự động.