Image default
Thủy khí

Công tắc, cảm biến và rơ le trong mạch điều khiển khí nén

Trong công nghiệp thường hay sử dụng việc kết hợp giữa điện và khí nén, gọi là kỹ thuật điều khiển điện-khí nén. Điều khiển khí nén đảm nhận phần công suất của hệ điều khiển, trong khi đó phần tín hiệu được thiết lập dựa vào những tín hiệu điện (thường là điện áp một chiều 24V) và những kết nối logic của các tín hiệu với nhau. Hai mạch năng lượng này được nối với nhau bằng những linh kiện thích hợp. Đó là những van được gọi là bộ biến đổi điện-khí nén EP (Electro-Pneumatic).
Linh kiện trong hệ thống điều khiển bằng điện-khí nén
Những bộ phận sử dụng khí nén để điều khiển phần công suất như xi lanh, van tiết lưu và van chặn đã được trinh bày trong chương về kỹ thuật điều khiển bằng khí nén. ở chương này trình bày tổng quan về những linh kiện điện và điện-khí nén cũng như những chức năng của chúng (Hình 1).


1 Phần từ nhập tín hiệu bằng điện
Trong một mạch điện những phần tử này mở hay đóng dòng chảy điện đến nơi tiêu thụ. về tác động chúng có nút chỉnh công tắc chuyển mạch và nút nhấn công tắc chuyển mạch; Xét theo dạng cấu tạo có công tắc thường đóng, công tắc thường mở, công tắc hai vị trí (hoán vị, chuyển mạch) (Hình 2). Trong nút chỉnh công tắc chuyển mạch, hai vị trí chuyển mạch bị khóa liên động bằng cơ, do đó một vị trí được giữ lại cho đến khi có tác động mới của công tắc.

Nút nhấn chuyển mạch chỉ mở hay đóng trong thời gian tác động. Với công tắc thường mở mạch điện bị gián đoạn trong trạng thái không bị tác động, trong khi đó với công tắc thường đóng dòng điện đi qua mạch điện trong trạng thái không tác động. Công tắc hai vị trí kết hợp được chức năng công tắc thường đóng, cũng như công tắc thường mở trong một thiết bị. Khi ta sử dụng công tăc hai vị trí để đóng dòng điện với tác động đầu tiên và mờ mạch điện với tác động lần thử hai, cũng nên chú ý trong lúc chuyển mạch cả hai mạch điện bị gián đoạn ngắn hạn.


2 Cảm biến
Khi những thông tin về trạng thái của các linh kiện cần truyền tiếp vào mạch điều khiển (thí dụ chi tiết đặt vào trong thiết bị kẹp, xi lanh ở vị trí cuối, nhận dạng vật liệu, giám sát áp suất và mức nạp đầy khí/chất lỏng), thì người ta sử dụng cảm biến. Những cảm biến này dựa trên các nguyên tắc đo lường khác nhau, việc mô tả chi tiết và những cảm biến khác có thể tìm thấy ở mục 10.7.
Cảm biến giới hạn bằng cơ (Hình 3) được sử dụng để phật tín hiệu khi một chi tiết hay một bộ phận của máy đạt được một vị trí nhất định. Cảm biến giới hạn phần lớn là công tắc hai vị trí, để nó có thể thực hiện chức năng đóng, mở và chuyển đổi của những mạch điện.
Công tắc (cảm biến) điều khiển bằng áp suất (Hình 4) đóng, mờ, chuyển mạch điện khi đã đạt tới áp suất cài đặt trước. Áp suất ngõ vào tác dụng lên tiết diện của pít tông và tạo ra lực đẩy. Lực này tác dụng ngược lại với lực có thể hiệu chỉnh được do lò xo. Khi lực đẩy lớn hơn lực lò xo thì công tắc sẽ bị tác động. Tiên tiến hơn có công tắc áp suất loại màng được chuyển đổi bằng điện tử.
Công tắc tiệm cận điện từ không tiếp xúc còn gọi là công tắc reed hay công tắc lưỡi gà (Hình 1) rất thường hay được sử dụng để xác nhận (truy vấn) vị trí cuối của xi lanh. Phần lớn trên vỏ của công tắc reẹd có gắn trực tiếp một đi-ốt phát sáng LED, cho biết trạng thái chuyển đổi của công tắc.

 

Những đặc tính cơ bản là:
■ Công tắc tiệm cận từ trường này không cần lực kích hoạt (tác động) từ bên ngoài – ngược với cảm biến giới hạn bằng cơ
■ Thời gian đáp ứng ngắn khoảng 0,2 giây
■ Không cần bảo dưỡng
■ Tuổi thọ cao
■ Độ nhạy đáp ứng bị hạn chế
■ Không được thiết kế tại nơi có từ trường mạnh
■ Thể tích lắp đặt nhỏ
Một nam châm gắn ở bên ngoài đi vào bên trong vùng tác dụng của từ trường bởi công tắc lưỡi gà bên trong, sẽ làm chuyển động lưỡi gà và có thể đóng, mở hay chuyển đổi vị trí tùy theo dạng cấu tạo.
Nam châm thường được gắn tích hợp với đáy của pít tông và các công tắc reed được gắn ở bên ngoài.

3 Rờ le và rờ le bào vệ (khí cụ bào vệ, công tắc tơ)
Rờ le hay rờ le bảo vệ (Hình 2) là hai công tắc với tiếp điểm kích hoạt bằng điện từ. Khi dòng điện đi qua một cuộn dây kích thích (đầu nối dây A1 và A2) thì phần ứng di chuyển sẽ bị kéo vào và tiếp điểm bị tác động. Khi dòng điện lưu thông trong cuộn dây kích thích bị gián đoạn thì lò xo sẽ kéo phần ứng về vị trí ban đầu.
Rờ le và rờ le bảo vệ vận hành theo cùng một nguyên tắc và được mô tả giống nhau trong sơ đồ mạch. Rờ le chuyển mạch với công suất tương đối nhỏ (tối đa 1 kW), rờ le bảo vệ (công suất) chuyển mạch cho công suất lớn hơn.
Rờ le mạch điện có thể được chuyển đổi có điện thế tự do, có nghĩa là những tiếp điểm có thể được nối với nhiều điện thế khác nhau trong mạch điện.

Rờ le được sử dụng cho nhiều chức năng khác nhau như điều khiển, điều chỉnh và giám sát:
■ Rờ le là giao diện giữa phần tín hiệu và phần công suất
■ Rờ le có thể được sử dụng với nhiều điện thế khác nhau cho phần tín hiệu và công suất.
■ Rờ le có thể tách rời điện áp một chiều và xoay chiều
■ Rờ le có thể được dùng tăng tín hiệu lên nhiều lần
■ Rờ le cũng có thể làm trì hoãn tín hiệu (rờ le định thời)

Tùy theo loại cấu tạo, rờ le có nhiều số lượng khác nhau về tiếp điểm thường đóng và/hoặc tiếp điểm thường mở và/hoặc tiếp điểm hai vị trí. Ký hiệu đầu nối dây ờ rờ le (Hình 1) được dựa theo tiêu chuẩn như sau:
■ Đầu nối cuộn dây cho dòng điện kích thích có ký hiệu A1 và A2
■ Rờ le mang ký hiệu K1, K2, K3 v.v…
■ Các tiếp điểm của rờ le trong sơ đồ mạch cũng mang cùng ký hiệu K1, K2, K3 v.v
■ Tiếp điểm chuyển mạch ở rờ le được ký hiệu nhận dạng với hai con số, trong đó vị trí đầu (số sắp xếp) là số thứ tự. Số thứ hai (số chức năng) cho biết loại vận hành của tiếp điểm.

Bài viết liên quan

Ưu nhược điểm của hệ thống thủy lực

admin

Những mạch khí nén thông dụng

admin

Dầu thủy lực và các đặc tính cần biết

admin

Mạch tuần hoàn thủy lực

admin

Trùng lặp tín hiệu và ngắt tín hiệu trong hệ thống khí nén

admin

Cấu tạo của van điện từ trong hệ thống khí nén và cách hoạt động

admin